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文档简介
量子点耦合微腔单光子源物理模型计算的开题报告一、研究目的单光子源是研究量子信息、量子计算、量子通信等领域的关键技术之一。量子点耦合微腔单光子源是一种比较理想的单光子源,具有高亮度、高单光子纯度等优点。本研究旨在建立量子点耦合微腔单光子源的物理模型,并利用数值计算方法得到该模型的一些基本特性。二、研究内容1.建立模型,推导微腔模式与自旋的耦合关系,计算微腔质量因子、共振频率等基本参数。2.研究量子点激子与微腔模式之间的相互作用,进一步推导出微腔内的激子与自旋的耦合关系。3.利用数值计算方法,计算单光子源的出射光谱,得到单光子发射的亮度、单光子纯度等量化指标。4.研究量子点耦合微腔单光子源的阈值行为,得到激光阈值、泵浦功率与输出功率之间的关系。5.基于模型计算,探讨影响单光子源性能的各种因素,包括微腔结构、共振频率、泵浦功率、温度等。三、研究方法1.建立量子点耦合微腔单光子源的物理模型。通过量子力学和经典场论的结合,推导微腔内的电磁场分布、自旋取向与激子跃迁之间的耦合关系。2.采用数值计算方法,通过对微腔内的电磁场量子涨落进行仿真,计算微腔等基本参数,并计算单光子源的出射光谱。3.利用微扰理论,求解量子点激子与微腔模式之间的相互作用能,推导微腔内的激子与自旋的耦合关系。4.利用QC模拟各种微腔结构下的优化的光子模式。四、预期成果1.量子点耦合微腔单光子源的物理模型和算法。2.得到微腔内的激子与自旋的耦合关系,计算微腔等基本参数,包括微腔质量因子、共振频率等。3.计算单光子源的出射光谱,得到单光子发射的亮度、单光子纯度等量化指标。4.探讨影响单光子源性能的各种因素,包括微腔结构、共振频率、泵浦功率、温度等。5.研究量子点耦合微腔单光子源的阈值行为,得到激光阈值、泵浦功率与输出功率之间的关系。五、论文结构第一章绪论1.1研究背景1.2研究意义1.3国内外研究现状1.4本文主要内容第二章量子点耦合微腔单光子源的物理模型2.1建立微腔模型2.2相互作用能求解2.3激子自旋与微腔模式的耦合2.4微腔参数计算第三章计算单光子源的出射光谱3.1仿真原理3.2光谱计算第四章性能优化研究4.1微腔结构优化4.2共振频率调控4.3泵浦功率和温度要求第五章阈值行为分析5.1量子点耦合微腔单光子源的阈值
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