1 西华大学 理学院 物理系，成都 610039
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心，四川 绵阳 621900
3 攀枝花学院 数学与计算机学院，四川 攀枝花 617000
基于非线性薛定谔方程，采用分步傅里叶算法模拟了方形超高斯光束在Kerr介质中的传输情况，重点分析了方形超高斯光束轴向中心强度与对角方向强度的演化特性，同时还分析了其在Kerr介质中的自聚焦特性、峰值光强变化情况以及B积分变化情况。研究结果表明：方形超高斯光束通过Kerr介质后，距光束中心不同距离处有不同程度的强度增强和凹陷，光束中心附近的强度增强和凹陷较弱，光束边缘以及四角处的强度增强和凹陷较强，且对角方向上的强度增强和凹陷程度要强于轴向中心方向；减小阶数可以减缓光束的边缘强度增强，并可以减缓B积分的增长；减少Kerr介质厚度可以降低光束边缘强度增强程度，并可以减小B积分的大小。提出了光束边缘强度起伏的主要原因可能是光束的相干叠加。
非线性光学 超高斯光束 Kerr介质 自聚焦 B积分 nonlinear optics super-Gaussian beam Kerr medium self-focusing B-integral 强激光与粒子束
2022, 34(4): 041004
广东海洋大学 电子与信息工程学院,湛江 524088
通过Concurrence研究了充满Kerr介质的单模压缩真空场与两个耦合原子拉曼相互作用系统中的纠缠动力学。使用数值方法,讨论了纠缠与耦合参数、初始压缩系数和Kerr介质之间的关系。在这篇文章中,我们提出了几个有意思的结论:首先,当原子的偶极-偶极相互作用较弱时,Concurrence发生了周期性坍塌和复活的现象,而随着相互作用越来越强,坍塌和复活的现象消失,Concurrence出现了像Rabi频率一样更复杂的振荡;其次,原子的Concurrence随着初始压缩系数r 的增加而增强;此外,我们发现可以通过调节和控制NIKM的强度尽可能地接近最大纠缠。
纠缠动力学 耦合参数 Kerr介质 拉曼相互作用 entanglement coupling parameter Kerr medium Raman-interacting Concurrence Concurrence
1 湖北第二师范学院物理与机电工程学院, 武汉 430205
2 湖北第二师范学院物理与机电工程学院信息科学与技术研究院, 武汉 430205
运用非线性传输矩阵法对Sinc函数型光子晶体非线性微腔光学双稳态进行了理论推导与数值分析。结果表明: 随着周期数的增大, 双稳态阈值趋于减小; 随着微腔线性折射率的增大, 或者微腔偏离周期结构中心越远, 双稳态阈值趋于增大, 这些规律与常规光子晶体相类似; 然而, 函数型光子晶体可以通过选择适当的介质层折射率分布函数, 运用对称性结构就可以实现比常规光子晶体更宽阔的光子带隙, 同时隧穿模频带更狭窄且附近场分布高度局域, 使得实现光学双稳态较常规光子晶体更容易, 双稳态阈值更低。
非线性 光学双稳态 传输矩阵 Kerr介质 函数光子晶体 nonlinearity optical bistability transfer matrix Kerr medium function photonic crystal
湖北第二师范学院物理与机电工程学院, 湖北 武汉 430205
运用非线性传输矩阵法对Sinc 函数型光子晶体非线性微腔光学双稳态特性进行了理论推导与数值分析。结果表明，随着周期数的增大，或者非线性微腔位置的变动，微腔内光场强度分布不同，实现的双稳态阈值也不同；随着非线性微腔线性折射率的增大，微腔内场强减小，双稳态阈值趋于增大。
非线性光学 光学双稳态 传输矩阵 Kerr 介质 函数光子晶体 激光与光电子学进展
2016, 53(1): 011901
潍坊学院物理与光电工程学院, 山东省多光子纠缠与操纵重点实验室,山东 潍坊 261061
利用数值计算的方法,研究了Kerr介质腔中的J-C模型二能级原子和单模光场作用过程中信 息熵和纠缠演化,得到了Kerr效应对纠缠态纠缠性质的影响。结果表明,Kerr介质对耦合体系的纠缠 度有强烈的影响,在合适的Kerr效应下,量子态将长时间保持最大纠缠。
量子光学 纠缠度 Kerr介质 信息熵 quantum optics degree of entanglement Kerr medium information entropy
江西师范大学物理与通信电子学院, 江西 南昌 330022
研究了存在非线性Kerr介质时耦合双原子与单模压缩真空场相互作 用系统的Pancharatnam相位特性。 选取合适的初始条件并运用旋波近似,通过解薛定谔方程求出Pancharatnam相位的表示形式,并对此相 位进行数值分析。结果表明：耦合双原子处于任意初态,随着原子与光场相互作用强度、两个二能级 原子偶极-偶极耦合强度和非线性Kerr介质非线性的增大,Pancharatnam相位演化的频率都显著增长。 耦合双原子初态同处激发态时,Pancharatnam相位演化有明显的振荡上升(或振荡下降)趋势。 耦合双原子初态只有一个处于激发态时,随着Kerr介质非线性作用的增强,Pancharatnam相位演化变混乱。
量子光学 Pancharatnam相位 Tavis-Cummings模型 压缩光场 Kerr介质 quantum optics Pancharatnam phase Tavis-Cummings model squeezed state light field Kerr medium
通过对非线性薛定谔方程的研究, 得出Airy光束在Kerr介质中的崩塌功率及有效束宽演化的解析表达式。经过数值计算发现, Airy光束在聚焦的Kerr介质中, 其主瓣在开始传播时始终是会聚的；当输入功率小于临界崩塌功率时, Airy光束主瓣的中心部分出现局部崩塌。在不同的Kerr介质中, Airy光束的形状和传输轨道均能保持不变, 如同在自由空间中传播, 但光场大小的分布, 随着不同的Kerr介质会发生改变:在Kerr的聚焦介质中, 光场向中心聚焦；而在散焦的Kerr介质中, 光场会发散。
Airy光束 Kerr介质 非线性薛定谔方程 崩塌功率 Airy beams Kerr medium nonlinear Schrdinger equation collapse power
利用全量子理论,研究了真空场与耦合全同V型三能级原子相互作用过程中场熵的演化特性。 讨论了系统初始状态、原子间偶极相互作用和Kerr介质的三阶非线性系数对场熵演化特性的影响。 数值计算结果表明:初始时刻原子基态和激发态处于合适的叠加态时,场熵呈现出周期性振荡, 其振荡频率和幅度与原子间的耦合常数、Kerr介质的三阶非线性系数有很大关系。由此可见, 场熵敏感于系统初始时刻原子的状态。
量子光学 熵 耦合V型三能级原子 Kerr介质 quantum optics entropy coupled V-type three-level atoms Kerr-like medium
利用量子理论,采用数值计算的方法对体系纠缠熵进行分析,得出光场相干参量、 模间光子数、Kerr介 质系数以及失谐量对级联三能级原子纠缠演化的影响。结果显示：纠缠强度随光场强度的增强而逐渐增强,模间 光子数的增加可以使纠缠变得稳定。Kerr效应在光子数较多时影响显著。Kerr系数不变时,失谐量的增加会使纠 缠强度增强,但这种影响主要体现在相互作用初期。
量子光学 级联三能级原子 Kerr介质 失谐量 量子纠缠 quantum optics cascade three-level atom Kerr medium detuning quantum entanglement
1 济宁学院物理与信息工程系, 山东 曲阜 273155
2 曲阜师范大学物理工程学院, 山东 曲阜 273165
初始纠缠的双原子中的一个原子与高Q腔中的单模光场发生相互作用，我们分析了在真空场、粒子数场及Kerr介质环境下两原子间的纠缠演化特性，发现在真空条件下两原子的纠缠有规则的作周期性变化；在粒子数场中两原子的纠缠度严重衰减，演化过程中达到最大纠缠的几率大大减少，且在一定时间段内纠缠消失，产生纠缠猝死现象，随着粒子数增加，纠缠猝死区域不断增加，对两原子的纠缠造成极大地破坏；但当系统在Kerr介质环境中发生相互作用时，发现能有效消除粒子数场中产生的纠缠猝死现象，在一定条件下能使两原子间的纠缠度在高值状态窄幅震荡。
Kerr介质 部分转置矩阵的负本征值 纠缠猝死 Kerr medium negativity entanglement sudden death
