少周期脉冲激光诱导半导体微结构超快动力学及量子相干控制

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11374050
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    76.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2205.光量子物理和量子光学
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

The project mainly studies ultrafast dynamics and quantum coherent control induced by few-cycle pulses in semiconductor microstructure including semiconductor quantum wells and semiconductor quantum dots.Through the theoretical study, we will found and expand the effective theoretical model and the numerical calculating program without using the slow varying envelope approximation (SVEA) beyond the rotating wave approximation (RWA). The main study of the project include controlling carrier Rabi oscillation of the ultrafast laser, the generation and control of the optical soliton, the related temporal quantum coherent effect and ultrafast control of the quantum state, etc. Research on the extremely nonlinear optical and quantum optical phenomena induced by ultrafast laser pulses in semiconductor microstructure system will reveal unknown domain in nonliear optics and quantum optics. The study of the present project will also reveal the new method of the ultrafast population transfer and ultrafast rotation of the electron spin of the semiconductor microstructures. It is sure that these studies will open up and develop the new fields for ultrafast detection and application of ultrafast pulsed laser. These studies will also promote the cross of the rising discipline in the interaction system between ultrafast pulsed lasers and semiconductor micro structure. These studies will provide a route to the development for the storage and extraction of optical information, micro-nano photonic devices, high precision nonlinear spectroscopy and quantum information science.
该项目开展少周期脉冲激光诱导半导体微结构系统(包括半导体量子阱、量子点)的超快动力学行为及量子相干控制的研究。它旨在建立和发展非缓变包络近似和非旋波近似条件下超快脉冲激光与半导体微结构相互作用的有效理论和严格数值计算方法;研究超快脉冲激光操控载波Rabi振荡、孤子脉冲产生等非线性光学效应;探讨相关超快瞬态量子相干效应及量子态的超快操控;揭示少周期脉冲激光操纵半导体微结构系统中超快动力学过程的新现象和新机制;探索少周期脉冲激光诱导量子态布居的超快传输、电子自旋的超快旋转操作的新原理和新方法;研究半导体微结构中载流子的激发、弛豫及超快激光操控过程。这种研究将开辟和发展超快脉冲激光相关全新的探测和应用领域,有助于促进超快脉冲激光和半导体微结构相互作用中相干非线性光学的交叉融合,对光信息的存储和提取、微纳光子器件、高精度非线性光谱学和量子信息学等高新技术的研发具有重要意义。

结项摘要

该项目主要深入开展了少周期脉冲激光诱导半导体微结构系统的超快动力学行为及量子相干控制的研究。我们建立了非缓变包络近似和非旋波近似条件下超快脉冲激光与半导体微结构相互作用的半经典理论和传输矩阵理论,发展了Maxwell-Bloch方程的严格数值计算方法。我们研究了周期量级皮秒脉冲激光诱导的半导体量子点中电子的超快传输动力学,揭示了周期量级皮秒脉冲激光对量子点中载流子的超快传输的调制机制。我们研究了高斯脉冲激光在一类非对称半导体量子阱结构中传播的非线性动力学行为,发现了脉冲在介质中的传播动力学、脉冲的反射、透射、非线性效应、参量转换效率等能通过量子阱间隧穿导致的Fano干涉效应进行调制。我们研究了半导体量子点与金纳米球杂化体系中少周期飞秒脉冲激光位置依赖的近场增强效应,揭示了表面等离激元调制半导体量子点在超快时间尺度内的周期性吸收和增益的物理机制。此外,我们还发现通过表面等离激元增强近场可以实现非线性的超快响应从而导致高次谐波以及孤立的超短极紫外脉冲辐射,并且揭示了通过表面等离激元共振实现谐波截止能量以及孤立的超短极紫外脉冲宽度调制的物理机制。基于半导体量子点-光学微腔耦合系统,我们提出利用附加的满足parity-time(PT)对称的光学双腔系统对半导体量子点-光学微腔耦合系统输出的光学高阶边带进行了调控,揭示了附加的光学双腔从PT对称到对称破缺对光学高阶边带的影响。..

项目成果

期刊论文数量(33)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Two-dimensional atom localization via phase-sensitive absorption-gain spectra in five level hyper inverted Y atomic systems
五能级超倒Y原子系统中通过相敏吸收增益光谱进行二维原子定位
  • DOI:
    10.1364/josab.32.001070
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Journal of the Optical Society of America B-Optical Physics
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Zhu ZH;Yang Wen-Xing;Chen AiXi;Liu SP;Lee RK
  • 通讯作者:
    Lee RK
Enhanced generation of higher-order sidebands in a single-quantum-dot-cavity system coupled to a PT-symmetric double cavity
增强与 PT 对称双腔耦合的单量子点腔系统中高阶边带的生成
  • DOI:
    10.1103/physreva.96.013802
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Physical Review A
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Yang Wen-Xing;Chen Ai-Xi;Xie Xiao-Tao;Ni Linyu
  • 通讯作者:
    Ni Linyu
High-efficiency infrared four-wave mixing signal in monolayer graphene
单层石墨烯中的高效红外四波混频信号
  • DOI:
    10.1088/1054-660x/26/3/035401
  • 发表时间:
    2016-01
  • 期刊:
    Laser Physics
  • 影响因子:
    1.2
  • 作者:
    Liu Shasha;Liu Shaopeng;Zhu Zhonghu;Yang Wen-Xing
  • 通讯作者:
    Yang Wen-Xing
Phase control of optical steady-state behaviors from Fano-type interference in triple-semiconductor quantum wells
三半导体量子阱中法诺型干涉光学稳态行为的相位控制
  • DOI:
    10.1016/j.ijleo.2015.05.048
  • 发表时间:
    2015-10
  • 期刊:
    OPTIK
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Yang Wen-Xing;Chen Ai-Xi;Bai Yanfeng;Lee Ray-Kuang
  • 通讯作者:
    Lee Ray-Kuang
Ultrafast optical switching in quantum dot-metallic nanoparticle hybrid systems
量子点-金属纳米颗粒混合系统中的超快光学开关
  • DOI:
    10.1364/oe.23.013032
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Optics Express
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Yang Wen-Xing;Chen Ai-Xi;Huang Ziwen;Lee Ray-Kuang
  • 通讯作者:
    Lee Ray-Kuang

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  • 通讯作者:
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  • 通讯作者:
    赵群昌

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杨文星的其他基金

周期量级超短脉冲激光与原子弱耦合作用的量子相干控制研究
  • 批准号:
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    2010
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  • 项目类别:
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基于二维Cluster态的量子信息处理
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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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