题目：绝热捷径演化与能量最大转换——波导耦合与和频过程中的能量最大转移过程

绝热过程是物理学中十分重要的物理概念，是一种理想的物理过程。它普遍存在于各类缓慢变化的物理现象之中。本文着重研究了加速绝热和绝热捷径过程，其目的是实现光场之间的能量最大转换。实现量子绝热捷径的理论基础为反向透热补偿思想、无跃迁量子驱动和Lewis-Riesenfeld不变方法。利用绝热捷径方法不仅可以实现原子或分子量子跃迁过程中粒子数布居的最大转移，而且能够加速布居转移过程。我们基于这些量子理论的思想和研究方法，研究了波导与和频过程中的绝热捷径演化过程；探讨了高效率能量转移现象。

鉴于波导耦合过程与量子系统演化过程的类似性，本文利用反向透热补偿思想、Lewis-Riesenfeld不变量理论研究了双波导耦合过程中的高效率能量转移；应用无跃迁量子驱动和非厄米绝热捷径研究了类原子跃迁中的STIRAP过程的三波导耦合。基于准相位匹配技术和量子物理中的反向透热补偿方法，提出了一种超绝热条件下信号场能量完全转换成和频场能量的新方案；利用几何旋转面巧妙地揭示出非线性光场耦合过程中附加反向透热补偿项的物理作用机理；类比弹性碰撞的物理过程，形象地说明了附加反向透热补偿修正项后系统能量转换的特性。借助于原子物理中的Bloch矢量法，清晰的展示了系统在超绝热条件下的演化过程，从新的角度图像化的揭示出体系捷径演化物理过程。利用这一新方案可优化系统的绝热演化过程、缩短耦合区间和非线性晶体长度，减少色散效应的影响，且可在较弱泵浦条件下实现高效的和频能量转换。该方案不仅为非线性光学器件的设计提供了一个很好的理论依据，而且其物理思想可普遍应用于多个领域。