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西安交大科研人员发现光束空间控制新途径

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    在光学领域引入量子力学及凝聚态物理中的概念和方法是当今光学科学研究的热点,把电学概念引入光学对促进多学科交叉创新研究有重要意义,可以建立光束调控的新思路,开辟激光整形的新途径,其结果可用于全光通信、量子计算等方面。目前,西安交大已经开展相关工作并取得了可喜进展。 西安交大电子物理与器件教育部重点实验室张彦鹏教授课题组骨干成员张贻齐副教授致力于光束空间控制的科学研究。近日,张贻齐副教授根据分数薛定谔方程对啁啾高斯光束传播的动力学问题进行了开拓性研究。研究表明具有谐振势阱的分数薛定谔方程不仅可对光束进行有效地空间控制,而且表现出奇异特性:一维情况下,高斯光束沿着锯齿形(zigzag)的轨迹传播,而二维情况下,高斯光束在传播过程中会演化成一个环状结构,表现出呼吸的特性。尤其是二维情况下,高斯光束不依赖非线性调制仍会演化出类光丝的结构,这可以用于产生强激光脉冲。这一研究结果已经在物理学顶级期刊Phys. Rev. Lett.上在线发表,题目为“Propagation Dynamics of a Light Beam in a Fractional Schrödinger Equation”。(文章链接http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.115.180403)审稿人认为their results are important in the emerging domain of fractional Schrödinger equations。 西安交通大学是该论文的第一单位和第一通讯作者单位,张贻齐副教授为论文第一作者,张彦鹏教授为通信作者。该研究成果得到了973计划、陕西省科技创新团队和国家自然科学基金的资助。 另据了解,今年上半年,课题组张贻齐副教授关于原子介质中光子拓扑绝缘体的研究在光学界著名期刊Laser Photonics Rev.上发表(http://dx.doi.org/10.1002/lpor.201400428),论文开创性提出了原子系综光子拓扑绝缘体,使对拓扑绝缘体的研究从电学领域转向光学领域迈出了坚实一步。 此外,张彦鹏教授课题组在参量放大纠缠源、腔量子电动力学、里德堡原子量子逻辑门以及全固态量子计算等原子相干多波混频量子调控方面进行了原创性研究,解决了非线性不可被优化的科学问题,得到了一系列研究成果[Phys. Rev. Lett.99, 123603 (2007); Phys. Rev. Lett.102, 013601 (2009); Phys. Rev. Lett.106, 093904 (2011)]。这些成果在介观光子器件的制备以及基于纠缠光子对(纠缠的本质源于非线性过程)的量子通信实现方面具有关键作用。
2015-10-30
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