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凝聚超冷量子气体中弱光孤子的形成与传播特性研究
结题报告
批准号:
11504272
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
20.0 万元
负责人:
朱成杰
依托单位:
学科分类:
A2203.光场调控与非线性光学
结题年份:
2018
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
包大强、李娜
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中文摘要
由于其独特的物理特性及潜在的应用前景,近年来凝聚超冷量子气体的研究引起了人们的极大关注。本项目将开展凝聚超冷量子气体中弱光孤子形成与传播特性的研究,内容包括:(1) 根据奇异摄动理论,建立研究光与凝聚超冷量子气体相互作用的理论方法,系统地计算由光子和物质波相互作用引起的各阶非线性光学极化率;(2) 基于超辐射散射模型,研究凝聚超冷量子气体中弱光孤子的形成与传播,通过将凝聚体的结构因子引入散射场的Maxwell方程,解释凝聚超冷量子气体中散射场产生的物理机制;(3) 研究量子干涉效应对弱光孤子传播特性的影响,并探讨在凝聚超冷量子气体中实现高维超慢时空孤子的可能性。该项目的研究对于揭示凝聚超冷量子气体中的新奇非线性与量子效应有重要意义,并且在广义相对论、流体力学现象的类比方面有潜在的应用前景。
英文摘要
Due to their unique physical properties and potential application prospect, in recent years great attention has been paid to the study of condensed ultracold quantum gases. In this project, we shall make the investigation on the properties of formation and propagation of weak-light soliton in condensed ultrcold quantum gases, which include: (1) Develop a theoretical method based on singular perturbation theory to study the interaction between light field and the condensed ultracold quantum gases and calculate every-order optical susceptibilities contributed by the interaction between photon and matter wave in a systematic way. (2) Study the formation and propagation of weak-light soliton in the condensed ultracold quantum gases based on the superradiant scattering model and explain the physical mechanism of the generation of the scattering field by introducing the structure-factor into the Maxwell equation of the scattering field. (3) Study the propagation of weak-light solitons with the effects of quantum interference and explore the possibility of realizing high-dimension spatial-temporal solitons with ultraslow group velocity in condensed ultracold quantum gases. The implementation of this project is of importance for the finding of new nonlinear and quantum effects of condensed ultracold quantum gases and has potential applications in the analogy of phenomenon of the general relativity and the fluid mechanics.
在该项目中,我们研究了超冷量子气体中弱光传播的动力学特性。发现凝聚态的性质会影响凝聚体内部产生的场的传播特性,并导致许多有趣的非线性光学现象。例如,(1)我们在量子气体中发现了新颖的光-物质波混合增益抵消现象,这一过程限制了向后传播场的增益,导致光-物质波混合诱导透明现象和非双曲型准物质波孤子的产生,为简并量子气体的流体动力学研究开辟了新的研究方向,如二维声波黑洞视界中的声子散射。 (2)我们严格地证明了在Bosonic量子气体的光散射过程中,由内部产生的场的偶极势可以改变凝聚体的Feynman关系,并产生一种新的动态行为。我们发现凝聚体的Bogoliubov激发谱和结构因子在凝聚体动量很小的地方都存在着一个截至区域。(3)我们提出了基于波混频的电磁波透明方案,可以抑制光场的超Raman增益。该透明机制源于多光子过程中的动态增益消除,其中Raman构型导致的光场增益和介质对光场的吸收互相抵消,从而实现光场的增益饱和。我们进一步表明这种新颖的动态增益消除不仅消除了介质对同频率探测光的吸收,同时也消除了光场的传播相位。项目中的这些结果已在Phys. Rev. Lett.,Phys. Rev. A,Opt. Lett.等期刊上发表(共15篇论文)。项目负责人曾两次参加国际和国内会议,并在这些会议上进行报告。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Casimir force between hyperbolic metamaterials
双曲超材料之间的卡西米尔力
DOI:10.1103/physreva.95.023814
发表时间:2017
期刊:Physical Review A
影响因子:2.9
作者:Song Ge;Xu Jingping;Zhu Chengjie;He Pengfei;Yang Yaping;Zhu Shi-Yao
通讯作者:Zhu Shi-Yao
Collective multiphoton blockade in cavity quantum electrodynamics
腔量子电动力学中的集体多光子封锁
DOI:10.1103/physreva.95.063842
发表时间:2017
期刊:PHYSICAL REVIEW A
影响因子:2.9
作者:Zhu C. J.;Yang Y. P.;Agarwal G. S.
通讯作者:Agarwal G. S.
Versatile, dynamically balanced low-noise optical-field manipulator using a coherently prepared atomic medium.
使用相干制备的原子介质的多功能动态平衡低噪声光场操纵器
DOI:10.1364/ol.40.005243
发表时间:2015-11-15
期刊:Optics letters
影响因子:3.6
作者:Li Y;Zhu C;Deng L;Hagley EW;Garrett WR
通讯作者:Garrett WR
DOI:10.1364/oe.24.021767
发表时间:2016
期刊:Optics Express
影响因子:3.8
作者:Xu Chenran;Xu Jingping;Song Ge;Zhu Chengjie;Yang Yaping;Agarwal Girish S.
通讯作者:Agarwal Girish S.
Nonlinear all-optical switch based on a white-light cavity
基于白光腔的非线性全光开关
DOI:10.1103/physreva.93.043819
发表时间:2016-04-12
期刊:PHYSICAL REVIEW A
影响因子:2.9
作者:Li, Na;Xu, Jingping;Zhu, Shi-Yao
通讯作者:Zhu, Shi-Yao
基于偏振选择Kerr相移技术的光子操控与应用
  • 批准号:
    11774262
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    朱成杰
  • 依托单位:
国内基金
海外基金