1 电子科技大学光电科学与工程学院，四川 成都 611731
2 济宁科力光电产业有限责任公司，山东 济宁 272113
从非连续介质波导构造的光子双势垒模型出发，建立了光子的双势垒量子贯穿理论，给出了光子穿透双势垒的量子概率公式。同时从解析和数值仿真两个角度分别讨论了行波光子和隐失波光子产生共振穿透效应所需的物理条件，研究了光子穿透概率与双势垒的几何尺寸、波导填充介质的折射率以及光子频率之间的依赖关系。比较不同物理条件下的仿真曲线，概括其物理规律。尤为重要的是，当双势垒由截止波导构成时，频率或双势垒结构参数发生细微变化会对光子穿透概率产生极大的影响。基于这些物理规律，初步探讨了光子的量子共振隧穿效应在一些光学器件设计中的潜在应用，重点研究了其在激光测距技术中的原理设计。
量子光学 电磁波导 量子隧穿 光子双势垒 共振穿透 激光测距
1 黄河科技学院信息工程学院,郑州 450063
2 黄河科技学院信息工程学院,郑州 450063:
为提高耦合波导系统的透明度，文章重点分析了波导损耗、非线性以及周期调制参数对系统性能的影响。在弱波导理论近似下，采用龙格-库塔算法数值求解非线性薛定谔方程，发现随着耦合波导损耗的增大，输入波导的透明度表现出先衰减而后增强的反直觉现象。进一步研究表明，提高输入波导的非线性强度，可以有效地提高输入波导中的光强分布，表现为光信号透明度的增强，该研究结论对于普通耦合系统和周期调制系统具有普适性。因此，提高输入波导的非线性，增强耦合波导的损耗，并对输入波导进行适当的周期调制，可以获得最大的透明度。
光通信 周期调制系统 量子隧穿 optical communication periodic modulation system quantum tunneling
大连工业大学信息科学与工程学院, 辽宁 大连 116034
研究了一个囚禁于对称双势阱中的二能级原子与单模腔场的相互作用。 通过求解薛定谔方程,给出了整个系统波函数解析解和原子能级粒子数反转的解析表达式。 分析了当腔场初始态分别为粒子数态、相干态以及热态时原子粒子数反转随时间的演化情况, 并考虑了原子质心运动对粒子数反转的影响。结果表明通过选择合适的腔场初始态、势阱位 置及相关因素,可以有效地控制原子的自发辐射率。
量子光学 粒子数反转 自发辐射率 双势阱 量子隧穿 quantum optics population inversion spontaneous emission rate double-well potential quantum tunneling
采用周期调制技术，系统研究了线形和正三角形结构的三光纤耦合系统中光信号传输量子特性的差别。在紧束缚近似下，得到三光纤耦合系统中光信号传输的耦合模方程组，并对不同系统参数对一些重要量子现象的影响进行了仿真。仿真结果表明，结构不同会导致量子隧穿及相干隧穿破坏等量子特性的改变，从而影响光信号能量分布及震荡频率。研究结果对设计新型的光交叉连接器等光纤器件有指导意义。
光通信 量子隧穿效应 相干隧穿破坏 optical communication quantum tunneling effect coherent tunneling destruction
1 江南大学网络教育学院, 江苏 无锡 214036
2 江南大学信息工程学院, 江苏 无锡 214122
DNA复制和蛋白质合成过程中的核苷酸基配对过程可以看成是无序数据项的搜索问题。量子搜索与经典搜索相比，具有平方根数量级的加速。本文通过符合Grover量子 搜索算法的经典谐振子系统和量子隧道效应建立了核甘酸基配对和氢键形成的模型，并从维持量子相干性的角度探讨了DNA聚合酶的催化作用，从信息学的角度论证了 生物信息处理的优化。
量子计算 Grover量子搜索算法 经典谐振子系统 量子隧道效应 DNA聚合酶 核苷酸基配对 quantum computation Grover quantum search algorithm classical coupled harmonic oscillators system quantum tunneling effect DNA polymerase nucleotide base-pairing
