腔光力系统的反电磁诱导透明（IEIT）现象越来越多地受到研究者的广泛关注。所谓的IEIT现象发生在非线性系统中，在1个控制场和2个探测场的共同驱动下，腔内的机械振子对2个探测场的能量进行完全吸收，而不发生透射和反射现象。提出一个多模腔光力系统，该系统由2个机械振子和1个光学谐振腔构成，由1个控制场和2个探测场所驱动。通过控制该系统中有效的光力耦合速率（由腔场功率决定）、2个机械振子与腔光子耦合强度之间的比值，该腔光力系统出现了IEIT现象。此外，进一步解决了能量驻留的问题，发现在2个振子的作用下，系统的耦合效果得到显著增强。通过调节腔场的功率和机械振子与腔的耦合关系，该系统可以实现滤波、能量分配调节，此研究可能适用于量子通信和能量储存等领域。

马约拉纳费米子遵循非阿贝尔统计，在拓扑量子计算和量子信息处理方面具有潜在的应用前景。过去十多年中，各种可能存在马约拉纳零模的复合低维凝聚态系统相继被提出，并通过各种电学手段探测到了类似马约拉纳费米子的信号，如半导体纳米线/超导体系统、铁原子链/超导结构、铁基超导复合系统，以及拓扑绝缘体/超导体异质结等，并且拓扑绝缘体可能存在马约拉纳费米子的提议备受关注。最近几年也在实验上观测到了类似马约拉纳费米子的信号。然而对于马约拉纳费米子在低维凝聚态系统中存在的确凿证据以及马约拉纳费米子实现的拓扑量子计算还有待研究。本文综述了在各种复合低维凝聚态系统中找寻马约拉纳费米子的方案，并对实验探寻马约拉纳费米子的电学方法进行了详细的阐述。当前马约拉纳费米子的理论研究和实验探测方案主要集中在电学测量方面，为了得到更确凿的马约拉纳费米子的证据，有必要提出可供选择的探测马约拉纳费米子的方法或模型。考虑目前在微纳尺度上的技术进展，结合复合微纳系统，通过引入光学泵浦-探测技术，提出一系列全光学探测马约拉纳费米子的方法。然后，对光学探测马约拉纳费米子，以及马约拉纳费米子诱导的相干光学传输进行了综述。最后，展望了在固态量子器件中马约拉纳费米子在拓扑量子计算上的应用前景。

研究了由探测光和泵浦光同时驱动下的复合旋转光力系统中的非线性行为，如光学双稳态行为和四波混频（FWM）现象。通过操控光力腔旋转速率大小和方向能有效调控旋转诱导产生的 Sagnac频移大小，进而能有效操控光学双稳态行为。进一步研究了该系统中的FWM现象，发现光力腔的旋转方向和旋转速率都会影响系统的FWM强度谱线，同时FWM强度减小或增大会加剧或抑制系统共振区域的模式分裂现象。此外，还探讨了外力对复合旋转光力系统中FWM现象的影响，发现：外力会破坏系统FWM强度谱的对称性，并且在同一旋转速率下，外力的增强会使得FWM强度显著增大；在同一外力下，旋转速率的增大会降低系统的FWM强度。

提出了一种双谐振腔模式的磁光力学系统。在该系统中，左右两个光学谐振腔均由能量低的探测场和能量高的泵浦场驱动，其中左侧谐振腔存在机械振动模且与一个磁振子（钇铁石榴石小球）耦合，两个谐振腔的光场之间存在耦合。通过控制该系统中两侧探测场强度的比值、磁振子与腔光子之间的耦合强度、磁振子与机械振子之间的耦合强度以及左右两个谐振腔之间的耦合强度，光力系统会出现模式分裂、完美量子相长相干、完美量子相消相干、磁振子能量的吸收等现象。该系统中左右两个谐振腔之间的耦合起着关键作用，提供了一个量子通道并影响透明窗口的峰值。通过研究和操纵该系统中的参数，实现了对输出场的有效调控。研究结果在量子光学以及光子信息网络构建中有一定的应用前景。

提出了一个包含磁振子-声子-光子三者相互作用的磁光力系统,该系统由一个磁振子(钇铁石榴石小球)和一个光学谐振腔构成。在该系统中,利用大量自旋的亚铁磁体的集体运动来表征磁振子,并且磁振子和光子通过磁偶极子相互作用耦合,磁振子和声子通过磁致伸缩相互作用耦合。利用严格的量子光学理论与输入-输出关系理论,研究了该系统中的相干光学传输特性。通过调控该系统中的参数,实现了对输出场的有效调控,为宏观量子现象的研究提供了一个有前景的平台。

研究了含有两条特殊路径的环形光力系统的光学传输特性, 这两条路径结构相互独立但彼此间存在声子、光子耦合。通过调节两条独立耦合路径间的耦合强度以 及有效光机械耦合率等参数,系统展现出了诱导透明现象的可调谐性。在耦合强度较大时会产生对称失 谐点透明峰,距离和强度均可由路径耦合强度调控,从而使基于该系统的全光子开关在理论上成为可能。 此外,通过对相关参数的调节,能够轻易地改变透射光的群延迟大小,通过多种途径实现快、慢光的可调 谐性。在部分条件下,系统展现出对快慢光调制的优良特性,为相关光子器件的制作与量子现象的研究提 供了一个好的平台。

提出了一个在法布里-帕罗腔中由Λ型三能级原子去纠缠动镜和腔场的方案,介绍了通过辐射压力产生光机械系统 稳定纠缠的机理。研究表明,在原子介质存在的情况下,系统可以得到更大的稳定纠缠。所提方案使用西蒙判据判定纠缠, 并采用纠缠负度量化系统的稳定宏观纠缠。当腔场和原子之间的耦合越大时,系统的纠缠越大。在原子的帮助下,系统的纠 缠最大值从0.5增加到2.05。此外,考虑腔场耗散时,这种稳态宏观纠缠仍然存在。

研究了基于Bose-Einstein凝聚(BEC)腔光力学系统中的相干完美吸收现象，阐述了诱导相干完美吸收产生的条件，分析了强耦合BEC光力学腔发生相干完美吸收时的 能量转换。通过控制泵浦场功率可以有效调制相干完美吸收。当相干完美吸收产生时，输入探测场能量完全转化为机械振子和腔场能量而不产生任何透射和反射, 并且通过改变腔的品质因子可实现能量萃取。强耦合BEC腔光力学系统为基于相干完美吸收的换能器、调制器及光开关等潜在应用提供了理论基础。

提出了一种基于硅/二氧化硅基底的平板状圆形单层二硫化钼纳米机械振子系统。通过将一束较强的抽运激光和一束较弱的探测激光同时作用于该振子系统, 实现了一种测量机械振子频率的全光学方法, 证明了系统中存在声子诱导透明现象, 并给出其物理解释。通过测量探测吸收谱中两尖峰之间的分裂宽度, 发现激子和振子的耦合强度与线宽呈正比关系, 该方法可用来测量激子和振子的耦合强度。基于该纳米机械振子系统, 提出了一种全光学质量传感方案。通过测量光谱中的共振频移, 可直接得到沉积在二硫化钼振子表面的额外质量。数值结果显示,该振子系统的质量响应率为2.32 Hz/ag。单层二硫化钼纳米机械振子系统将在量子传感和基于二硫化钼的全光学器件中得到广泛应用。

研究了半导体纳米线/超导体复合结构中的马约拉纳费米子的存在情况, 提出一种用相干光学谱探测马约拉纳费米子的全光学方法.将一束较强的泵浦激光和一束较弱的探测激光同时作用于半导体量子点, 由系统的哈密顿量导出半导体量子点的相干光学谱.数值模拟结果表明, 相干光学谱中呈现出由半导体量子点与马约拉纳费米子耦合诱导的明确的马约拉纳费米子迹象.半导体量子点与马约拉纳费米子之间的无接触性, 避免了探测中杂质信号的引入.半导体量子点与马约拉纳费米子间的耦合强度和探测吸收谱中两尖峰之间的分裂宽度呈正比, 可通过测量分裂宽度获得耦合强度, 为耦合强度的确定提供了直观的测量方法.