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2.5压缩参量与各能级布居数之间的关系 16

第三章激子衰减和退相对单模场压缩的影响 18

3.1隧穿不对称双量子点的激子衰减和退相效应 18

3.2衰减速率与退相速率对光场压缩的作用 19

第四章腔耗对单模场压缩的影响 20

4.1损耗腔中的相干态光场 20

4.2损耗腔中的隧穿不对称双量子点 23

4.3腔损耗率对和隧穿不对称双量子点作用场压缩的影响 24

4.4含与不含不对称双量子点损耗腔中光场演化的比较 25

结论 26

致谢 28

参考文献 29

本科期间发表论文情况 33

1.1 研究背景

第一章绪论

1.1.1 量子点模型的理论探索

1989年伊利诺斯州大学物理系的R.L.Schult等人分析了十字形金属丝这一非经典束缚体系中的量子束缚态[1]。对此在美国著名物理学家，物理教育家DavidJ.Griff-iths所著的量子力学导论第二版变分法一章课后习题中有所提到。他们考虑了如图1-1所示被限制在两条狭窄通道截面中单电子的能量和波函数。在四重旋转对称情况下，有两个束缚态能级。如果壁垒不能穿透，则能级E10.66Et，能级 E23.72Et，其中

E=22/2m*w2是一个通道中电子可以传播的临界能量值，而w是通道的宽度。能量为E2的态为奇宇称束缚态，不能够退化成相同能量的偶宇称传播子（奇宇称电子的最小临界传播值为4Et）。他们还计算了能量值比奇宇称电子最小临界传播值稍大时，透射与反射的概率。

随着精细线路光刻技术的发展，1989年科学家已经可以制造出沿着二维表面传导的，宽度仅仅只有75nm的通道组成的装置。这样的由四个末端节点构成的量子金属丝已经被用来研究量子干涉效应[2-5]。在文献[1]中，他们设计了计算方案来确定量子效应是否能够使电子束缚在这种金属丝横断面上。这种束缚电子的存在会在很大程度上改善我们对此类装置的操作。值得注意的是不对称双量子点的物理机制和Schult等人研究的金属丝不谋而合。他们的计算结果给出了如图1-2所示的能级结构，表明这种金属丝也具有同原子类似的能级结构。

量子点结构提供了一种三维限定势垒。由于量子点就像晶体一样其中的电子和空穴只能占据一系列的离散能级，所以可以被用来做原子物理实验。量子点的一个巨大优点就是可以提供不同的能量尺度，且其物理特性很容易在一个较大的取值范围内变化。最重要的一点，通过外加电压可以操控量子点中的电子耦合。因此，这个灵活的系统是一种理想的理论和实验研究对象。在研究光与物质相互作用中可以被很好的控制，而且容易通过光学和电学手段进行测量。这些特色使得半导体量子点可作为光电探测器，广泛应用于量子点激光器，以及量子信息处理当中。其中，在量子信息处理方面，有人研究了量子点中的光学激发、量子点的自旋态，并将其用做量子比特。这些成果得益于量子点相干操控实验的进展。

图1-1十字形金属丝

图1-2能级结构图 (责任编辑：qin)