超冷里德堡原子的Blockade效应对构建量子逻辑门以及量子信息存储的研究有重要意义。本文介绍了这方面的研究进展,主要包括：超冷里德堡原子之间长程Van de Waals相互作用和偶极-偶极相互作用的机理,由相互作用产生的Blockade效应,并阐述了利用单里德堡原子激发构建量子逻辑门的可能性。

在理论上分析了飞秒脉冲泵浦的Ⅱ类共线的自发参量下转换信号光与闲置光光谱的分布特征。由于非线性晶体色散的影响,信号光与闲置光光谱分布不完全相同,且这种差异会随着泵浦谱宽的增加而加大。同时在实验上测量了Ⅱ类共线匹配的下转换信号光与闲置光的光谱分布。将理论分析与实验结果进行对比,变化趋势是一致的。本文对连续变量单光子探测中的模式匹配及光子对四阶干涉的条纹可见度等相关量子光学测量有一定的指导意义。

通过平面波展开法对二维点缺陷三角晶格光子晶体的微腔结构进行研究,计算得出其色散图以及缺陷模分布。结果表明：缺陷模波长与微腔谐振波长基本吻合。利用FDTD模拟谐振波长波段的电磁波在光子晶体中传播的动态演化过程,并计算出局域模的空间分布图。最后在有规律地改变缺陷周围介质柱半径的情况下实现谐振中心波长的可调性。

基于描述超常介质中超短脉冲传输的理论模型,解析得到了超常介质中几种形式的精确亮孤子解及其存在条件。在无损耗的Drude模型下,分析了由于色散的介电常数和磁导率而导致的各阶色散与非线性效应,尤其是高阶效应对亮孤子传输特性的影响。结果表明,高阶色散和高阶非线性效应在亮孤子的形成和传输特性方面起着至关重要的作用。

利用导模展开方法计算得到了三角格子三组分光子晶体薄板的能带结构和固有损耗。在光子晶体薄板中引入的第三组分中间介质层对光子晶体薄板的能带结构和固有损耗有着显著的影响。光子带隙宽度与带隙边界的位置与中间介质层的厚度和其介电常数大小紧密相关,随着中间介质层的厚度或中间介质层的介电常数的增加,带隙边界移往低频,而各能带所对应的次导模所受固有损耗减小。

在考虑色散关系的基础上,利用传输矩阵法讨论了一维三元光子晶体缺陷模的特征。结果表明：缺陷层几何厚度增加时,缺陷模中心红移,透射率下降,品质因子变小。三介质的几何厚度各自独立递增时,缺陷模都向长波方向移动,缺陷模的品质因子先增后降。入射角增大时,缺陷模中心蓝移,透射率不变,半峰全宽度变窄,品质因子变小。若忽略缺陷介质的色散,当其折射率减小时,缺陷模蓝移,透射率变大,半峰全宽度保持不变,品质因子增大。

从理论上研究了手征负折射材料表面的反射与透射特性,给出了归一化的反射透射功率与入射角之间的关系曲线。当入射波分别为垂直和平行极化波(TE和TM波)时,得到了发生负折射时的布儒斯特角和全内反射角随手征参数和材料折射率的变化关系。手征负折射介质中的一个本征波发生了负折射,其功率流方向与波矢方向相反。

在精确对角化方法得到的系统哈密顿方程的能量和波函数的基础上,我们利用密度矩阵方法计算了抛物类氢杂质量子点中激子的基态(L=0态)跃迁到第一激发态(L=-1态)的光吸收系数。

在GPE方程的基础上添加了一个耗散项-1/2γcψ,用来分析双势阱模型的Josephson振荡中的阻尼现象,并得出：凝聚态粒子总数及Josephson振动的振幅随时间呈指数衰减。

针对量子光学实验的特殊要求,通过设计优化宽带低噪声放大电路,研制出宽带低噪声光电探测器。我们重点分析了影响光电探测器增益、带宽和噪声的因素,通过选择合适的光电二极管、取样电阻、反馈电阻和输出电容,获得了宽带低噪声光电探测器。该光电探测器的带宽为2~50 MHz,能够用于输入功率达15 mW光场的噪声测量,适用于包括平衡零拍探测、差拍探测等量子光学实验。考虑到在量子光学实验中需要一对平衡的光电探测器,我们制作了一对2 MHz~31 MHz带宽内共模抑制比大于30 dB的平衡光电探测器,并用于1064 nm激光和1550 nm激光的强度噪声测量和散粒噪声基准的校准。

设计了三镜环形结构的光学模清洁器,用于改善激光的光束质量和过滤激光的额外噪声,以达到提高纠缠光束纠缠度的目的。实验证明,此光学模清洁器可以满足量子光学实验的要求。

用坐标、动量完备性的正规乘积内积分形式直接地引入了Wigner函数和Wigner算符的相干态表象,简洁地阐述了它与Weyl对应的关系。

文章研究用非匹配高斯脉冲实现四能级准Λ型系统中的相干布居转移。从密度矩阵方程出发,对四个态的布居数随时间的演化进行了数值模拟。模拟结果表明,泵浦光场的拉比频率强度和失谐量对布居转移率的影响和探测光场、耦合光场的拉比频率强度及失谐量对布居转移率的影响不同;自发辐射诱导相干(SGC)对布居转移率的影响不大。但当它们选取适当参数的时候,基态的布居几乎可以全部被转移到目标态能级。

提出了一个实现两离子量子逻辑门的简单方案。本方案使用了两个囚禁于线性阱的三能级离子。本方案不使用振动模作为数据总线,仅需要激光与离子的单个相互作用,因而相互作用时间变短,这点从退相干的角度看是很重要的,而且本方案对振动模的加热不敏感。

研究了外加磁场下具有Dzyaloshinski-Moriya(DM)各向异性反对称相互作用的三量子位Heisenberg XX链的对热纠缠以及在热平衡下用该链作为信道来传输未知的量子态。详细地给出了磁场、DM相互作用及温度对热纠缠和平均传输保真度的影响。结果表明：磁场和DM相互作用可以有效地调控对热纠缠;在温度较低情况下,关闭磁场和DM相互作用,顺铁磁链可以很好地用来做隐形传态的信道;纠缠不能完全反映平均传输保真度,相同的纠缠可以导致不同的平均传输保真度。