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摘要：本文我们研究了在二次耦合型腔光机械系统中如何产生电磁诱导透明现象。在这样的一个二次耦合型光机械系统中，潜在的光学过程是一个双声子过程，这一过程使得原子相干性的平均位移为零，而平均位移在传统的电磁诱导透明现象中起到的原子相干的作用。在文章中，我们通过对哈密顿量的求解阐述了在二次耦合型腔光学机械系统情况下，位移涨落是如何可以起到类似于原子相干的作用，并且能导致类似电磁诱导透明现象的效果。此外，我们也已经展示了如何用现有的光学机械系统研究这样的效果。55172

毕业论文关键词：二次耦合型腔光机械系统，电磁诱导透明， 双声子过程

Abstract：We describe how electromagnetically induced transparency can arise in quadratically coupled optomechanical systems. Due to quadratic coupling, the underlying optical process involves a two-phonon process in an optomechanical system, and this two-phonon process makes the mean displacement, which plays the role of atomic coherence in traditional electromagnetically induced transparency (EIT), zero. We show how the fluctuation in displacement can play a role similar to atomic coherence and can lead to EIT-like effects by solving the Hamiltonian in quadratically coupled optomechanical systems. We show how such effects can be studied using the existing optomechanical systems.

Keywords: Quadratically coupled optomechanical system, Electromagnetically induced transparency, Two-phonon process

目   录

1  绪论 4

1.1  光与机械相互作用系统的实现 4

1.2  几种比较典型的腔光机械系统 5

1.3  电磁诱导透明现象 8

2  二次耦合腔光机械系统介绍 9

2.1  引言 9

2.2  具有二次光力耦合的系统——光学腔中的宏观薄膜系统 10

3  二次耦合型腔光机械系统中的电磁诱导透明现象 10

3.1  引言 10

3.2  模型 11

3.3  输出场的电磁诱导透明现象 16

结  论 20

参考文献 21

致  谢 22

1  绪论 

辐射压力是光所产生的一种力学效应，麦克斯韦提了他著名的公式时，对此进行了理论推导。在100多年前，辐射压力第一次被实验观察到。然而，很长一段时间内，很少有这种非常小的力的应用。在激光的发明之后，保证了高强度，相干光源，这种状况也就有所改变。1970年，高度集中的光束产生的辐射压力成为了一种来捕集小颗粒的工具。然后，它用来激光冷却单个原子的平移运动，后来导致了玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）的实现，这是一个纯粹的量子态。

近年来，微型制造技术的发展使辐射压力适用于操纵更宏观的机械设备运动模式，因此创建了一个新的物理前沿，称为量子光机械。到目前为止，设备已经实现了从几百纳米到几十厘米的跨越，但它们都是利用辐射压力产生、探测并利用机械量子态。同时，如何利用激光将机械振子冷却到量子基态一直是人们努力的一个目标。除此，还有另外一个重要的课题，即光的量子涨落引起的辐射压力波动，称为辐射压力的散粒噪声（RPSN）。这是因为它限定了在光学干涉仪中进行位置测量的精度。在进一步努力提高精度的测量的过程中，观察RPSN仍然是关键的第一步。在光场和机械运动之间的非线性光机械相互作用可用来产生光和机械运动的非经典态，如压缩光、机械压缩态及光场和机械振子之间的纠缠。 (责任编辑：qin)