ジョセフソン接合系での超伝導電流と光子場の量子コヒーレンス

约瑟夫森结系统中超导电流和光子场的量子相干性

• 批准号: 09210201
• 负责人: 小川 哲生
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09210201/
• 关键词: ジュセフソン接合; 超伝導トンネル電子対; 量子ゆらぎ; スクイジング; 半導体超格子; 位相共役光; 励起位相変調法

低次元電子系と量子化された輻射場との相互作用によって、双方の量子ゆらぎや量子コヒーレンスがどのように相互影響を与えるかを、時間発展描像で明らかにするのが本研究の目的である。そのために3つのモデルを溝築し、多角的に考察を行なった。1.ジョセフソン接合系での電子場(超伝導トンネル電子対)と量子化された光子場との結合系の時間発展を数値計算し、両者間のコヒーレンス移乗ダイナミクスを解明した。特に、超伝導電流ゆらぎと光子場の光子数ゆらぎ・直交位相振幅ゆらぎとの相互時間相関関数を得ることにより、両者の正の相関が明らかになった。また、光子数スクイジングや直交位相振幅スクイジングが生じる。本理論を実験へ適用するためには、散逸効果の考慮が不可欠である。2.半導体超格子にdc電場を印加した系では、電子のブロッホ振動が生じる。この電子と相互作用する量子化電磁場の量子状態を考察した。dc電場強度を制御することにより、輻射場はコヒーレント状態や直交位相振幅スクイズド状態になりうる。また、光学的Kerr効果も生じうるので、光子数スクイジングも可能である。初期状態からの時間発展や散逸効果などは残された課題である。3.3次の非線形光学媒質中での4光波混合過程では、スイジングした位相共役光が発生しうる。その非線形媒質を直列に並べた系の量子非線形光学応答を転送行列法で解析した。各媒質の励起光の位相を人為的にシフトさせる「励起位相変調法」により、単一媒質の場合では不可能だったスクイジング制御が初めて可能になる。位相共役反射と通常反射とが混在する場合の一般論も展開し、通常反射はスクイジング特性を劣化させることが明らかになった。

The purpose of this study is to investigate the interaction between the quantized radiation field and the low-dimensional electron system. 3. The investigation of multi-angle 1. Calculation of the numerical value of the time evolution of the electron field (superconductivity electron pair) of the quantum photon field and the combination system, and the solution of the time evolution of the quantum photon field and the combination system. The photon number of the photon field is determined by the orthogonal phase amplitude and the time correlation is determined by the positive correlation. Photon number, phase, amplitude, etc. This theory is applicable to all kinds of situations. 2. Semiconductor superlattice dc electric field induced vibration induced by electron The quantum state of quantized electromagnetic field due to electron interaction is investigated. DC electric field intensity control, radiation field change state, orthogonal phase amplitude change state The Kerr effect of the photon number is generated. The initial state of development and dispersion of results is the problem. 3.3 The four-light mixing process in the nonlinear optical medium produces phase co-active light. The quantum nonlinear optical response of linear media in series and series is analyzed by the transmission array method. The excitation phase of each medium is artificially adjusted, and it is impossible to separate the excitation phase from the excitation phase in a single medium. In general, the phase interaction reflection and normal reflection are mixed, and the characteristics of normal reflection and normal reflection are deteriorated.

项目成果

T.Fukuo, T.Ogawa: "Control of quantized photon states with cascade phase conjugators by modulation pumpi" Physical Review A. (発表予定). (1998)

T.Fukuo、T.Okawa：“通过调制泵控制级联相位共轭器的量子化光子态”物理评论 A.（待提交）。

T.Ogawa: "Spectral singularities in one-dimensional electron liquids" Materials Science and Engineering B. 48. 131-138 (1997)

T.Okawa：“一维电子液体中的光谱奇点”材料科学与工程 B. 48. 131-138 (1997)

T.Fukuo, T.Ogawa, K.Nakamura: "Control of quantized photon states with external dc bias in semiconductor superlattices" Physical Review A. 57・2. 1367-1370 (1998)

T.Fukuo、T.Okawa、K.Nakamura：“半导体超晶格中外部直流偏置的量子化光子状态控制”物理评论 A. 57・2（1998）。