非相干泵浦极化子凝聚体系统的非线性特性研究
批准号:
12074343
项目类别:
面上项目
资助金额:
62.0 万元
负责人:
李慧军
依托单位:
学科分类:
光与物质相互作用
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
李慧军
中文摘要
二维极化子凝聚体系统,由于可控、易实现,具有强自相互作用和非平衡特性,受到广泛关注。近年,成熟电子技术推动了大量非相干泵浦实验的开展,非相干泵浦系统固有的非线性特性自然变成研究热点。本项目基于平衡增益、损耗的目的,构建一套描述复合泵浦与parity-time对称泵浦极化子凝聚体的简洁模型;通过多重尺度法,结合数值手段,发展一套行之有效的理论计算方法,探讨体系可能存在的丰富非线性模,系统讨论低维、高维、基阶、高阶非线性模的稳定性问题,设计利用维度、外势、泵浦、非线性形式等多种因素稳定与控制非线性模的方案;此外,提出一种在非平衡系统中产生怪波的有效方法,实现利用各种因素控制怪波,避免光子溃坝现象发生。预期成果可确定描述系统的简洁模型,提供研究该体系的理论方法,阐明稳定非线性模的内在机制,揭示各种因素之间相互竞争和合作机理,促进非平衡量子理论的发展,推动极化子凝聚体系统在光信息处理器件中的应用。
英文摘要
The two-dimensional polariton condensates have been widely concerned due to its some characteristics, including the controllability, the convenient realization, the strong self interaction and the non-equilibrium. In recent years, mature electronic technology has promoted a large number of incoherent pumping experiments, and the coherent nonlinear characteristics of incoherent pumping system naturally become a research hotspot. For balancing gain and loss, we introduce the compound pumping or the parity-time symmetrical pumping. Then, we construct a simple model to describe the polariton condensates. By using the multi-scale method and the numerical simulations, we find the various nonlinear modes of the system, and discuss the stability of low-dimensional, high-dimensional, ground and high-order nonlinear modes. In addition, an effective method of generating rogue waves is proposed in the nonequilibrium system, furthermore, we can control it and avoid the occurrence of photon dam break. The expected results can determine the concise model, provide the reliable method, clarify the internal mechanism to stabilize the nonlinear mode, reveal the mechanism of competition and cooperation among various factors, accelerate the development of non-equilibrium quantum theory, and promote the application of polariton condensates in optical information processing.
近年,由于二维极化子凝聚体系统可控、易实现,且具有强自相互作用和非平衡特性,成为理论研究的热点,下一代量子计算与光信息处理器件的候选,但体系的非线性特性仍在探索。本项目课题组在平衡增益、损耗的基础上,不仅构建了描述非相干泵浦极化子凝聚体非线性特性的模型,也构建了描述parity-time(PT)对称非相干泵浦极化子凝聚体的简洁非线性模型;通过数值手段,提出一套行之有效的理论方法,探讨非平衡体系可能存在的丰富非线性模,包括亮暗孤子、涡旋、冲击波、PT对称孤子、克隆孤子等,系统讨论低维、高维、基阶、高阶非线性模的稳定性问题;也探讨了维度(一维、二维)、外势(高斯势、莫尔势)、泵浦(高斯型、贝塞尔型)、非局域效应、非线性形式等多种因素稳定与控制非线性模的方案。通过研究,不仅率先在极化子凝聚体系统中构建了PT对称模型,而且提供了寻找丰富非线性模的系统方法,阐明了稳定非线性模式的内在机制,揭示了各种因素之间相互竞争和合作机理。这些研究不仅促进非平衡量子理论的发展,也将推动极化子BEC体系在光开关与控制等光信息处理器件中的应用。
PT 对称非相干泵浦极化子凝聚体的新颖非线性特性
-
批准号:LZ22A050002
-
项目类别:省市级项目
-
资助金额:0.0万元
-
批准年份:2021
-
负责人:李慧军
-
依托单位:
相干原子介质中Parity-time对称模型构建及其线性、非线性特性研究
-
批准号:11574274
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:62.0万元
-
批准年份:2015
-
负责人:李慧军
-
依托单位:
相干共振原子介质中光的安德森局域化
-
批准号:11204274
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:25.0万元
-
批准年份:2012
-
负责人:李慧军
-
依托单位:
玻色-爱因斯坦凝聚体中实现超慢弱光孤子的理论研究
-
批准号:10947137
-
项目类别:专项基金项目
-
资助金额:3.0万元
-
批准年份:2009
-
负责人:李慧军
-
依托单位:
国内基金
海外基金