Is there a problem with our Hamiltonians for quantum nonlinear optical processes?
我们通常用来描述量子非线性光学过程的模型已经非常成功,但除了少数例外,它们每个都包含一个数学缺陷。我们提出这个缺陷,显示它如何可以固定,并在此过程中,建议为什么我们可以继续使用我们喜欢的哈密顿。
2018-06-14 quant-ph
Optimum topology of quasi-one dimensional nonlinear optical quantum systems
利用广义量子图模型确定了准一维非线性光学结构的最佳拓扑。量子图是具有度规和作用于边的多粒子哈密顿量的关系图,在芳香族化合物、介观和人工材料以及量子混沌等领域有着悠久的应用历史。量子图是近年来出现的准一维电子运动模型,用于模拟量子限制非线性光学系统。本文推导了含有基本星顶点的量子图的非线性光学性质,并比较了它们在拓扑类和几何类上的响应。我们表明,这样的图形具有正确的拓扑性质,以产生所需的能量谱,实现大的,内在的光学非线性。这些图形具有精确的几何灵敏度,需要以优化过渡时刻的方式调整波函数重叠。我们表明,这类图始终产生内在的光学非线性附近的基本限制。我们讨论了模型的预测和开发新的非线性光学结构的应用。
2014-05-02 quant-ph
Thermal entanglement of Bosonic atoms in an optical lattice with nonlinear couplings
研究了光晶格中两个自旋为1的原子在非线性耦合作用下的热纠缠。结果表明,非线性耦合有利于热纠缠的产生。讨论了线性耦合、非线性耦合、磁场和温度对系统热纠缠的影响。结果表明,非线性耦合确实改变了系统的热纠缠特性,增大非线性耦合常数,可以提高系统的临界磁场和阈值温度。
2003-10-30 quant-ph
A simple approach to the quantum theory of nonlinear fiber optics
我们提出了一种方法,以获得一个量子主方程的光在非线性纤维光学中的传播依赖于简单的量子图像的过程(线性和非线性)沿光纤中的传播。该方程与经典的广义非线性薛定谔方程非常吻合,并预测了自陡效应和自发拉曼散射效应。最后,我们将这些结果应用于量子技术中两种相关情况的分析:单光子频率平移和自发四波混频。
2019-02-01 quant-ph
A quantum-mechanical study of optical regenerators based on nonlinear-loop mirrors
我们提出了一个量子力学分析的非线性干涉仪,通过交叉相位调制产生的克尔效应实现光开关。我们展示了它是如何作为一个非常精确的光再生器,大大提高了传输的误码率的损失的存在。
1998-01-27 quant-ph
Nonlinear optics of photonic hyper-crystals: optical limiting and hyper-computing
光子超晶体结合了双曲型超材料和光子晶体最有趣的特性。由于双曲型超材料中非寻常光子的色散规律不具有通常的衍射极限,光子超晶体在深亚波长尺度上表现出光局域化,导致非线性光子-光子相互作用的显著增强。因此,与传统的光子晶体类似,非线性光子超晶体在光限幅和光计算等方面具有广阔的应用前景。光子超晶体的非线性光学可以用这样的方式来表示,即空间坐标之一将在描述光在超晶体中传播的2+1维光学时空中扮演有效时间的角色。将传统的光学计算映射到光子超晶体的非线性光学上,形成超计算方案,可以大大加快计算时间。
2019-05-24 physics.optics quant-ph
Ultralow-power nonlinear optics using tapered optical fibers in metastable xenon
我们使用一个亚波长直径的锥形光纤(TOF)悬浮在亚稳态氙原子的气体中,演示了瑞特级的饱和吸收。这种超低功率非线性是通过小的光学模式面积传播相对较长的距离,通过氦气。在这些类型的TOF实验中使用惰性气体可以提供优于使用反应性碱蒸气(诸如铷)的实际优点。
2013-08-26 physics.optics quant-ph
Resonantly enhanced nonlinear optics in semiconductor quantum wells: An application to sensitive infrared detection
一类新的相干非线性光学现象,涉及量子阱中的诱导透明,被认为是在一个特定的应用范围内敏感的长波长红外探测。结果表明,最强的退相干机制可以被抑制或减轻,导致在半导体量子阱中的非线性光学效应的显着增强。
2001-09-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Generation of non-classical optical fields by a beam splitter with second-order nonlinearity
提出了二阶非线性分束器的量子力学模型,并证明了当相干光束通过这种非线性分束器进行混合时,在输出基模和二次谐波模中会产生光场的压缩和亚泊松光子统计等非经典特性.
2016-03-30 physics.optics quant-ph
Perspectives on epitaxial InGaP for quantum and nonlinear optics
本文概述了外延InGaP非线性集成光子平台,其凭借卓越的二阶非线性和低损耗,显著提升了非线性光学效应效率,并实现了单光子级量子非线性光学,对量子信息处理具有重要意义。
2024-10-27 physics.optics quant-ph
Topological control of the nonlinear-optical response of hybrid quantum systems
我们将一维超晶格的拓扑性质映射到电子系统的光学性质。我们发现,非线性光学响应是优化的电子,生活在拓扑保护的边缘状态和离域本征态之间的过渡形态。这为调节混合量子系统的非线性光学响应提供了一种新的方法。我们将展示如何利用这些特性来模拟饱和吸收,并说明如何“量子线”可以用来建立一个有效的全光开关。
2020-03-18 physics.optics quant-ph
The influence of geometry and topology of quantum graphs on their nonlinear-optical properties
我们分析了准一维量子图的非线性光学,并操纵它们的拓扑结构和几何形状,以在一个接近第一和第二超极化率基本极限的简单系统中首次产生非线性。几何形状的变化导致非线性的平滑变化。几何相似系统之间的拓扑变化会导致非线性可伸缩性的深刻变化,其中包括由于边界条件的突然变化而导致的不连续性。这项工作可能会为非线性光学的新分子或纳米尺度结构的设计提供信息,并暗示在其他系统中观察到的非线性光学中量子图模型的相同普遍行为。
2013-03-22 physics.optics quant-ph
Quantum Nonlinear Optics in Atomically Thin Materials
我们表明,与共振,原子级薄的材料的非线性光学响应,可以显着增强,将其放置在前面的部分反射镜,渲染,否则弱非线性系统适用于涉及量子非线性光学的实验和应用。我们的方法利用了在材料和镜子之间的特定距离处产生的长寿命极化子共振的非线性响应。该方案完全基于自由空间光学,消除了对腔或复杂纳米光子结构的需要。我们分析了一个具体的实施方案的基础上激子极化激元共振在二维半导体和讨论的作用的缺陷和损失。
2018-09-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Fundamental principles and applications of nonlinear optical phenomena in classical and quantum electrodynamics
本文针对微纳技术领域中非线性光学现象的应用需求,阐述了非线性光学材料与系统的一般特性,重点研究了参量放大、带泵浦耗尽的倍频、光量子噪声及参量荧光等内容。
2024-10-05 physics.optics quant-ph
A quantum-dynamical theory for nonlinear optical interactions in graphene
我们使用量子动力学模型来研究石墨烯在低激发功率下的光学响应。超快载流子弛豫过程,这对于理解石墨烯的光学响应起着重要作用,被唯象地纳入模型。我们得到了石墨烯的线性和三阶非线性光学响应的解析解,特别是四波混频。该理论与最近报道的线性复光学电导率和四波混频的实验数据一致,为大约1 fs的超快量子退相时间提供了证据。
2011-06-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Single-photon nonlinear optics with graphene plasmons
我们表明,它是可能实现显着的非线性光学相互作用在几个光子水平的石墨烯纳米结构。我们的方法利用了与石墨烯等离子体激元的强约束和石墨烯的大的固有非线性相关的电场增强。这样的系统可以为光的量子非线性光学控制提供一个强大的平台。作为一个例子,我们考虑利用这种大的非线性实现单光子开关的集成光学器件。
2014-08-08 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
A broadband fiber-optic nonlinear interferometer
介绍了一种基于高非线性光纤四波混频的全光纤非线性干涉仪。我们的配置实现了相位敏感干涉,在554 GHz的宽光学波段上具有97%的峰值可见度和>90%的可见度。通过比较输出噪声功率的散粒噪声水平,我们确认在暗干涉条纹的噪声消除,所需的量子增强的灵敏度。该装置将非线性干涉测量技术扩展到高非线性光纤的重要平台,可以应用于各种光纤传感器。
2018-08-15 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Entanglement and inequality of forward and reversed processes as a physical base of nonlinear phenomena in optics
讨论了纠缠概念与光学中非线性现象起源之间的联系。
2004-03-22 hep-ph nlin.PS physics.gen-ph
Femtojoule-scale all-optical latching and modulation via cavity nonlinear optics
我们在多原子腔量子电动力学(腔QED)系统中实验表征了飞秒焦耳能量尺度下的Hopf分叉现象,并展示了如何利用这种行为设计全光存储和调制器件。数据进行了分析,使用一个半经典模型,明确对待原子的异质耦合腔模式。我们的研究结果突出了腔QED系统的超低功耗光子信号处理以及介观非线性动力学的基础研究的兴趣。
2013-08-06 physics.atom-ph physics.optics quant-ph