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1. 研究目的与意义（文献综述）
光频梳（ofc）是指在光谱上呈间隔相等离散谱线的光学信号源。传统的ofc的产生方式使用锁模激光器（mll），mll可以产生极短的量级约为1皮秒至一飞秒的光学脉冲，这在频域上表现出梳状的离散频率分布，即ofc信号。
使用mll产生ofc的历史已有二十余年，mll产生的ofc信号已经从最初的80mhz的脉冲重复率发展到如今的ghz级别，目前在传统mll产生方式面临的挑战主要来自于高性能和轻重量、小体积、低功耗之间的优化取舍。ofc信号源的微型化和集成化也早已引起学界的研究兴趣，片上光频梳发展到至今，也出现了很多技术解决方案。一种相对简单的方式是利用片上锁模机关器，但是其精度无法准确控制。除此之外也发展出基于微腔的光频梳产生技术，这些微腔并非是激光器，而是一种低损耗的微型光学谐振腔。该种方法产生的ofc信号频谱较宽，梳齿间距可调，已成为片上光频梳的主流技术方案。这种光频梳器件因其腔尺寸约在微米量级，因此也被称作微米频梳（micro-comb）。但是此种微腔尺寸的缩小会导致品质因子的降低，阻碍多模振荡的产生，因此难以获得显著低于100微米x100微米的单器件集成面积。为了进一步缩小集成器件的尺寸，基于光子晶体的微腔形式将被采用，光子晶体微腔模式体积小，单器件占用面积相比之下大大减小。
ofc的应用集中于高精度的频率综合和测量。“自参考”技术可以得到梳齿之间的精准定位，通过测量激光器与其产生的拍频频率，即可实现对激光器频率的测量；基于光频梳的原子钟技术可以帮助建立高精度的时钟系统，实现全球的时钟网络；采用光频梳应用的激光雷达测距中，其测距的分辨率已远远超过了传统光源，据相关实验报道，在60ms的平均时间下，其可以达到10nm的精度。此外，利用光频梳可实现实现片上波分复用，相比于传统的片上集成多种不同波长的激光器的方案，利用光频梳可以直接在单一器件中产生多种波长的信号，可以有效提高集成度。
2. 研究的基本内容与方案
利用电光调制器可以生成光频梳，这种技术也被称为电光频梳（electro-optic comb），这种方案使用级联的强度和相位调制器，即可生成频谱较为平坦的光频梳信号。基于光子晶体的强度调制器和相位调制器已经出现，而且已经有相关研究对基于光子晶体的电光频梳进行了全光调制器结构的理论验证。因此本设计利用片上集成的单光子源和全光调制器结构，将光子晶体与量子点耦合的系统进行全光调制，再对其产生的光信号进行相位调制，希望可以在理论上生成单光子光梳并研究其光子统计特性。并了解使用泵浦探测方法测试高速调制的超快光学信号的基本原理。
jaynes–cummings模型是一个描述二能级原子系统与光学微腔相互作用的量子光学模型，被广泛应用于微腔量子电动力学相关的建模。因此本研究拟利用jaynes–cummings模型、量子力学主方程以及耦合模模型探究光子晶体中量子点的自发辐射以及与光子晶体波导的耦合情况，力争给出光子晶体中利用量子点和相位调制器生成ofc信号的全量子理论模型。
对于jaynes-cummings模型的求解拟采用quantum toolbox（qutip）以及时域的有限差分方法来完成。
3. 研究计划与安排
第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，确定方案，完成开题报告。
第4－8周：阅读参考文献，建立微波高速调制下的纳米结构光频梳模型。
第9-12周：学习和使用泵浦探测方法测试高速调制的超快光学信号。
4. 参考文献（12篇以上）
[1]angelakis d g, knight p l,paspalakis e. photonic crystals and inhibition of spontaneous emission: anintroduction[j]. contemporary physics, 2004,45(4): 303-318.
[2]calaj g, rizzuto l, passanter. control of spontaneous emission of a single quantum emitter through atime-modulated photonic-band-gap environment[j]. physical review a, 2017,96(2
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