球形半导体量子点中具有二阶场量子化的电磁感应光栅

摘要： 提出了一种基于二阶场量子化形式体系中电磁感应光栅的新方法，可将弱探测光束衍射至高阶方向，为半导体量子点实现量子信息处理提供了新途径。该二阶场量子化形式体系能将原子与光子描述为多体系统。当对作为三能级系统的球形量子点施加驻波耦合场时，基于电磁感应透明效应形成诱导衍射光栅。由于相位调制作用，零级光强减弱而一级衍射效率显著提升；相反，通过吸收调制实现的探测光束衍射效果微弱。仿真结果表明：探测光场与控制光场的光子数及量子点内部其他参数均可提升相位光栅的衍射效率。实验证实了兼具高透射率的相位衍射光栅，其一级衍射效率达30%。同时研究了量子点尺寸对其光学响应的影响。该模型在光通信和量子信息网络中基于半导体量子点的光子器件设计方面具有潜在应用价值。