بررسی دوپایایی و چندپایایی نوری در سامانه های اتمی و نانوساختارهای نیمرسانا

دوپایایی و چندپایایی نوری در محیط های اتمی و نانوساختارهای حالت جامد از پدیده های مهم و قابل توجه اپتیک کوانتومی غیر خطی محسوب می شوند که پیدایش آن به تولید نور لیزر برمی گردد. اندرکنش نور شدیدی مانند نور لیزر با محیط های اتمی و نانوساختارهای حالت جامد منجر به پدیده های غیر خطی می شود. تحت شدت مناسبی نور هنگام خروج از این محیط های مادی می تواند به ازای مقدار مشخصی از نور ورودی، دو یا چند حالت پایدار برای خروجی داشته باشد که به این شرایط اصطلاحاً دو یا چند پایایی نوری گفته می شود. مطالعات فراوانی در زمینه ایجاد و کنترل دوپایایی نوری صورت گرفته است. در این پایان نامه برای مطالعه پدیده دو(چند)پایایی، سامانه های مولکول نقطه کوانتومی، چاه کوانتومی دوگانه و همچنین سامانه اتمی انتخاب شده است. در سامانه نقطه کوانتومی اثر پدیده تونل زنی در کنترل آستانه دوپایایی مورد مطالعه قرار گرفته است. در سامانه چاه پتانسیل دوگانه تاثیر میدان همدوس بر کنترل دوپایایی نوری مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین در سامانه اتمی، اثر دمش ناهمدوس در ایجاد دوپایایی و کنترل آستانه آن مورد مطالعه قرار گرفته است. در این مطالعات ایجاد دوپایایی نوری و کنترل و کاهش آستانه آن مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات حاکم بر مساله، معادله حرکت ماتریس چگالی و معادلات ماکسول در حالت پایا می باشد. با حل این معادلات بصورت تحلیلی و یا بصورت عددی می توان نمودار شدت نور خروجی بر حسب شدت نور فرودی و همچنین میزان جذب نور ورودی به کاواک بر حسب نامیزانی فرکانسی را رسم کرده و رفتار دوپایایی سامانه را بررسی نمود.