负折射率材料新型光量子特性研究

负折射率材料作为一种新型人工电磁介质，具有人工操纵与控制光传播的特殊能力，对于未来新的光电子、光量子器件的设计以至对信息科学技术都有重要意义。本申请项目拟用经典电磁理论、半经典理论以及量子光学理论与方法研究负折射率材料的电磁学与光学性质，尤其是其中的量子光学特性与光量子效应。主要研究内容有四：利用量子相干效应实现光波频段、原子水平、各向同性原子气体负折射率材料；采用各向异性电磁材料（如螺旋向性手征材料与各向异性磁电材料）实现负折射，并研究其中的场量子化问题；研究一般负折射率材料中的场量子化与量子光学效应（如光子螺旋度倒转、左-右旋偏振耦合、量子真空几何相位）；研究各向异性负折射率材料中的量子真空宏观力学效应，主要是各向异性量子真空涨落场与材料之间的动量与角动量密度等的转移与交换。这种新型量子真空效应可用于制造某些新型敏感运动传感器，可能在地震与航海学中有价值。