光学密介质中量子相干控制的选择性共振跃迁

在光学密介质中,原子间偶极-偶极耦合作用导致原子跃迁频率的移动,利用这种频移,在高密介质中可以控制飞秒宽带脉冲实现单光子近共振跃迁的选择性激发。     

量子光场中的二能级原子跃迁几率研究

本文在理想近似下，用Ｗｉｇｎｅｒ相空间处理单纵模激光腔内二能级原子在相干态及压缩态量子光场中的跃迁几率。     

光子晶体多量子阱中的谱线分裂

用时域有限差分法研究了一维光子晶体多量子阱中的谱线分裂现象,揭示了光子隧穿多量子阱时谱线分裂的规律性.研究发现,谱线分裂是阱间相互耦合的结果,其特征不仅取决于势阱的个数,而且与垒区和阱区的几何参量密切相关.计算结果表明,对称多量子阱结构中,光子隧穿p个势阱时,单阱对应的每条透射谱线会分裂为p条,各分裂谱线互不交叠.这样在有限的禁带区域可以成倍增加光子束缚态,使信道密度最大化,光波有效带宽的使用最优化,有望在光通信超密集波分复用和光学精密测量中获得广泛应用.     

分子振动态及其跃迁的激光相干控制

讨论了激光合成相干叠加态的原理及其性质 ,针对 XY2 型分子 ,证明了合成局域模振动的可行性 ,然后给出相干叠加态的跃迁几率特征 ,发现它仍表现出相干的特性 ,对之进行分析研究表明 ,分子的振动态具有可控性 ,态跃迁几率具有可控性。     

多光子反J-C模型下纠缠相干光场量子特性研究

利用多光子反Jaynes-Cummings(J-C)模型,研究了双模纠缠相干光场中一束光与受强经典场驱动的二能级原子相互作用时光场的量子特性,讨论了跃迁光子数、时间、光场初态等参量对未参加相互作用光场的反聚束效应和压缩效应的影响.结果表明:改变跃迁光子数、时间及选取参加相互作用光场的初态等参量,能使未参加相互作用的光场...     

量子相干与量子消相干

对经典相干和量子相干进行了探讨，介绍量子相干在量子计算和量子信息中的应用。分析几种引起量子消相干的可能原因，并利用Kraus算子和密度矩阵对一种量子消相干模型进行详细地研究。     

双模纠缠相干场与原子多光子相互作用系统的原子布居数演化

利用全量子理论并结合数值计算的方法,研究两个二能级原子与双模纠缠相干场相互作用系统的原子布居数演化性质.讨论了跃迁光子数、初始平均光子数、光场纠缠程度及双原子问偶极相互作用对原子布居数演化特性的影响.     

光子轨道角动量的量子操控与应用

光子轨道角动量具有光学涡旋结构和高维特性,在经典和量子领域都展示出巨大的应用潜力。基于本课题组的研究工作,综述了如何在实验上实现高维量子逻辑门,如三比特的Toffoli门和Fredkin门等,以及利用偏振和轨道角动量的超纠缠特性对不同模式的振幅和相位进行调制。进一步介绍了深度学习算法在坐标系未校准条件下进行光子轨道角动量模式精确识别的应用研究。此外,还介绍了利用量子隐形传态技术实现不同光学自由度间量子态传输以及四维光子轨道角动量贝尔态的制备方案。     

可光纤集成的相干态量子身份认证系统

报道了可光纤集成相干态量子身份认证实验系统。该系统采用偏振相干态的斯托克斯矢量作为量子信号载体,采用动态偏振控制器作为信号调制器,利用固有的相干态量子噪声保证系统的安全性。自行设计了脉冲激光驱动电路、微弱窄脉冲激光探测电路、信号同步模块,采用Socket网络通信程序在TCP/IP局域网中实现了量子保密通信所需要的经典通信。该相干态量子身份认证系统采用的运行密钥为12位,每个光脉冲包含40000个光子,传输速率达到8kbit/s,合法用户间误码率(BER)小于10-4。每传输一个比特信息,攻击者所能窃取的信息量I(Alice,Eve)<10-14bit。     

四能级原子的多光子电离

本文讨论了光与四能级原子的相干作用，其解析结果表明：为了有效地电离原子，第二束光强应远大于第一、第三束光强。比例因子α＝０．１。     

非简谐振子广义领头项相干态光场的量子统计特性

把领头项相干态推广到了非简谐振子的势场中,研究了该量子态光场的量子统计特性。     

阻尼相干态与波包量子干涉

本文参照相干态定义和合阻尼及无规力的朗之万方程定义了阻尼相干态，并应用于计算波包间的量子干涉。在一般情况下，对于一个合阻尼的系统，波包间产生的于涉条纹将很快消失而很难观察到，但当真空场被压缩时，就清楚地显示出波包间的量子干涉效应。     

任意强度耦合多光子J—C模型中原子偶极压缩效应研究

本文研究了任意强度耦合多光子Ｊ－Ｃ模型中原子偶极压缩效应，详细讨论了任意强度耦合形式对它的影响。     

相干光学系统的计算机模拟

在衍射理论基础上.通过对衍射公式以及光波通过透镜后所引起的相位变化的讨论.提出了利用FFT模拟光学系统的计算机算法.并给出了模拟结果.     

原子-微腔耦合系统的远程量子相干及量子相变

通过原子-微腔耦合体系,在绝热近似条件下得到了系统的有效哈密顿量,实现了海森堡自旋XY模型的量子模拟过程。为了获取量子资源,基于相对熵判据分析了任意两体量子系统的量子相干性。通过严格的解析过程获得了在任意间距下两个微腔原子系统的量子相干度。随两体间距增大,远程量子相干度按幂指数规律逐渐减小。当改变系统参量时,远程量子相干度在量子临界点附近出现了数值突变现象,这为表征量子相变提供了一种可能的序参量。在考虑光场噪声对量子相干性影响后,量子相干度随着时间振荡衰减,并逐渐消失。     

双窗口电磁诱导透明的相干瞬态研究

通过求解准A-型四能级系统的含时密度矩阵方程,研究了系统从单窗口电磁诱导透明(EIT)向双窗口EIT转换的相干瞬态过程.该过程表现为一种量子拍频形式,并利用缀饰态理论很好地解释了量子拍频的规律,指出这种量子拍频效应源于射频驱动场所引起劈裂能级间的量子相干.结果表明:当探测场与相应的裸态跃迁能级共振作用时,拍频频率等于射频驱动场Rabi频率的二分之一;当探测场与强射频驱动场和原子系统相互作用所产生的缀饰态跃迁能级共振时,拍频频率等于射频驱动场的Rabi频率.