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摘要
半导体微腔中由光驱动的激子极化激元体系是近年来热门的物理学、光学领域研究方向，而半导体微腔中由光驱动的玻色-爱因斯坦凝聚体(Bose-Einstein Condensates, BEC)的量子叠加态涡旋在量子传感领域具有颠覆性的潜在应用价值。通过Runge-Kutta差分和FDTD有限元方法构建了一个精确的数学模型来表征量子涡旋陀螺激子极化激元体系的时空演化规律。在此基础上，研究了泵浦光、信号光和与半导体微腔材料相关的一些关键参数对量子涡旋陀螺激子极化激元凝聚体演化特性的影响。其中泵浦光和信号光考虑了环形光斑的几何尺寸以及它们的光强，而微腔材料对激子极化激元体系的影响通过数学上的变换，折算为有效质量对BEC体系的影响。通过大量参数扫描，得到了影响量子涡旋陀螺性能的一些关键因素，包括泵浦光的几何参数和强度、泵浦光和信号光的相关影响以及半导体微腔的材料特性。通过表征不同微腔材料的有效质量与性能之间的关系，计算了材料性能与量子涡旋陀螺仪叠加态演化之间的关系，发现有效质量的合理值范围很窄。这些工作为量子涡旋陀螺的工程样机研发提供了重要参考。
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单位中国人民解放军装备学院
