克尔介质单模腔中协同光学参量放大与驱动力的光子阻塞效应
该研究探讨了由克尔非线性腔与光学参量放大器(OPA)耦合构成的混合量子系统中的光子阻塞控制。系统动力学由包含腔衰变的等效哈密顿量所导出的主方程描述。为获得解析解,研究人员将系统量子态在福克基底中展开至双光子能级,通过求解稳态薛定谔方程得到概率幅及最优光子阻塞的解析条件。结果证实,在适当参数下可实现光子阻塞现象,且稳态等时二阶关联函数的解析解与数值模拟高度吻合,验证了分析方法与阻塞效应的正确性。 数值模拟显示,共振条件下腔内平均光子数显著增加,这为提升单光子源亮度提供了理论路径。此外,驱动相位被证明可调控最优阻塞区域:其在驱动强度与OPA非线性构成的二维参数空间中移动抛物线形区域,甚至能反转其开口方向。研究还考察了克尔非线性的影响——光子阻塞在较宽克尔强度范围内保持稳健。物理解析表明,该效应源于两条不同激发路径间的相消量子干涉抑制了双光子态。虽然克尔非线性会改变系统能级结构,但不会破坏这种干涉机制,从而解释了效应在宽参数范围内的稳定性。

