33412

بررسي سامانه‌ي كاواك-مگنت در رژيم غيرخطي

كارشناسي ارشد

فيزيك ماده چگال

1400

1403/12/07

دكتر بابك زارع

/

فيزيك

در اين پايان‌نامه، به مطالعه و بررسي يك سامانه هيبريدي كاواك-مگنت در رژيم جفت شدگي قوي، جاييكه نرخ جفت شدگي دو زيرسامانه از اتلاف هر يك از آنها خيلي بيشتر است، و با در نظرگرفتن اثرات غيرخطي پرداخته‌ايم. در نظر گرفتن اثرات غيرخطي كه ناشي از ناهمسانگردي بلوري در مگنت است منجر به يك شيفت بسامدي براي مگنون مي‌شود. براي تقويت اين اثرات غيرخطي، مگنت را مستقيماً با يك ميدان خارجي تحريك مي‌كنيم. نتايج نشان مي‌دهند كه در حضور تحريك، اثر كر باعث تغيير محسوس در بسامد تشديدي كاواك و همچنين منجر به يك شيفت بسامد اضافي در مگنون مي‌شود. در نتيجه، با در نظر گرفتن اين دو اثر، يك رابطه بين توان تحريك اعمال‌شده و ميزان شيفت بسامدي مگنون بدست مي‌آوريم. علاوه بر اين، با استفاده از نظريه ورودي-خروجي، دامنه‌ي عبور سامانه را در حضور اثرات غيرخطي بررسي كرديم و نشان داديم كه اين اثرات منجر به تغييرات قابل‌توجهي در پاسخ سامانه مي‌شوند. نتايج اين پژوهش به درك عميق‌تر رفتار سامانه‌ي هيبريدي كاواك-مگنون در حضور اثرات غيرخطي كمك مي‌كند.

1404/02/27

cavity-magnet hybrid system in nonlinear regime

1/1/1900 12:00:00 AM

In this thesis, we investigate a hybrid cavity–magnet system operating in the strong coupling regime, where the coupling rate between the two subsystems significantly exceeds their individual loss rates, while incorporating nonlinear effects. The nonlinearities arising from the crystalline anisotropy of the magnet lead to a frequency shift in the magnon. To further amplify these nonlinear effects, the magnet is directly driven by an external drive field. Our results demonstrate that, in the presence of this drive, the Kerr effect not only causes a substantial shift in the cavity’s resonant frequency but also results in an additional frequency shift in the magnon. Consequently, by accounting for both effects, we derive a relationship between the applied drive power and the magnitude of the magnon’s frequency shift. Moreover, using input–output theory, we examine the transmission amplitude of the system in the presence of nonlinear effects, showing that these effects induce significant changes in the system’s response. The findings of this study contribute to a deeper understanding of the behavior of the hybrid cavity–magnon system under the influence of nonlinear effects.

سامانه‌ي هيبريدي كوانتومي , سامانه كاواك-مگنت , رژيم جفت‌شدگي قوي , اثرات غيرخطي , نظريه‌ي ورودي-خروجي , برهمكنش مگنون-فوتون

quantum hybrid system , cavity-magnet system , strong coupling regime , nonlinear effects , input-output theory , magnon-photon interaction

Maryam Salehzadeh

Dr.Babak Zare