多光子反Jaynes-Cummings模型中纠缠原子的布局数反转演化

利用多光子反Jaynes-Cummings模型研究了单模相干光场与两个全同的纠缠二能级原子相互作用时纠缠原子的布局数演化,并讨论相干光场的平均光子数及跃迁光子数对纠缠原子布局数产生的影响。结果表明：随着相干光场平均光子数的增加纠缠二能级原子处于激发态和基态的几率差减小,布局数的振荡曲线整体上移; 随着跃迁光子数的增加纠缠二能级原子处于激发态和基态的几率差增大, 振荡曲线整体下移。     

用叠加相干态腔场控制纠缠原子的偶极压缩

考虑初始处于EPR态的两个二能级原子A、B,将B原子注入处于叠加相干态的腔中,演化一段时间后,对B原子进行选择性测量.通过计算分析得出了光场强度和相干态的叠加系数对原子A偶极矩影响的规律,发现在一定条件下可使与光场没有直接相互作用的原子偶极矩产生压缩.     

缀饰态表象下驱动原子和场相互作用系统的纠缠和熵压缩调控

运用线性熵和熵压缩理论,研究了缀饰态表象下驱动两能级原子和场相互作用系统的纠缠和原子熵压缩随时间的演化特性,讨论了数态光子数、原子与经典驱动场的耦合系数以及原子跃迁频率与经典驱动场频率失谐量对纠缠和熵压缩的影响。结果表明原子线性熵和熵压缩随时间的演化呈现周期性规律,线性熵的最大值随着数态光子数,原子与经典驱动场的耦合系数以及失谐量的增大而增大,并且通过调节原子与经典驱动场的耦合系数以及失谐量可以产生压缩度大、压缩时间长的原子熵压缩态,理论上提供了一种调控纠缠和熵压缩的方式。     

多光子Buck—Sukumar模型中原子反转的量子崩溃和再生

为了反映原子与光场的多光子相互作用对光场强度的依赖性,我们最近将Buck—Sukumar模型推广到多光子跃迁过程: H=ωa~+a+ω_oS_z+ε(S+a~K(a~+a)~(1/2)+(a~+a)~(1/2)a~(+K)S_-)(1)式中a~+和a是频率为ω的光场的产生和消灭算符,S_z和S±是二能级原子的反转和跃迁算符,其跃迁频率为ω,ε是原子和场的耦合系数,k是原子每跃迁一次吸收或发射的光     

多光子Tavis-Cummings模型中运动原子与二项式光场相互作用的量子纠缠

利用全量子理论,研究了多光子Tavis-Cummings模型中运动原子与二项式光场相互作用系统的量子纠缠特性,讨论了不同初始状态下的二项式光场系数和原子运动速度对纠缠特性的影响.结果表明：二项式光场系数不影响场熵演化的周期性,但影响场熵峰值大小.随着原子跃迁光子数的增多,场熵演化的周期性和消纠缠现象逐渐消失.原子运动的速度影响场熵的演化周期,且影响场熵峰值的大小,而原子跃迁光子数的增大,会消弱原子运动速度对场熵演化的影响.当光场处于中间态,原子运动速度较低,且原子跃迁光子数较大时,光场与原子可以长久地处于量子纠缠态.     

相位退相干对多光子过程中两原子纠缠的影响

利用全量子理论及部分转置矩阵负本征值的方法,研究了存在相位退相干时多光子T-C模型中两个二能级原子与数态光场相互作用系统中两原子的纠缠演化特性。讨论了相位退相干系数、原子间偶极-偶极相互作用系数、跃迁光子数对原子间纠缠演化特性的影响。结果表明：相位退相干因子并不能完全破坏两原子间的相干性,而是衰减了原子间纠缠度的振荡幅度。随着偶极相互作用系数的增大和跃迁光子数的增多,两原子最终处于纠缠度值较稳定的纠缠态;两纠缠原子的相干性越好,两原子越容易达到纠缠度值较大且稳定的纠缠态。     

运动三能级原子双光子冷却的理论研究

从三能级原子在双光子跃迁过程的辐射压力入手,利用其动量扩散系数和阻尼系数,以铷原子为例进行了双光子冷却的理论研究.研究结果表明:三能级原子经过双光子冷却不但可以得到较多普勒极限更低的温度,而且具有较高的冷却效率,此结果可为实验研究提供理论基础.     

两原子－光场系统中原子和场的纯态演化

研究了两个二能级原子通过双光子跃迁与相干光场的相互作用过程中原子和场的纯态演化规律以及原子的崩溃与回复效应，讨论了原子间的偶极相互作用对它们的影响     

Ba原子6s2 1S0 - 6s6p3P1跃迁Hanle效应实验研究

Ba原子是光频标的候选者之一,对其进行有效的激光冷却与囚禁需要相关能级的寿命和跃迁几率的信息。Ba原子激发态6s6p 3P1能级在激光冷却实验中很重要,通过Hanle效应实验测量了这一能级的寿命和自发辐射率,从理论和实验上研究了探测激光有限线宽和光强对Ba原子基态6s2 1S0与激发态6s6p 3P1之间跃迁（波长791 nm）的Hanle效应的荧光信号的影响。在考虑了激光线宽和光强因素后所得到的激发态6s6p 3P1的能级寿命和自发辐射率与其他方法给出的结果很好符合。     

δ掺杂Be受主GaAs/AlAs多量子阱的拉曼光谱

通过显微拉曼(Raman)光谱仪,对一系列δ掺杂GaAs/AlAs量子阱中浅受主铍(Be)原子能级间跃迁进行了研究.实验样品是利用分子束外延技术生长在GaAs衬底(100)面上的GaAs/AlAs多量子阱,阱宽范围从30到200 A,并在阱中央进行了受主Be原子的δ掺杂.在4.2 K液氦温度下,对样品进行了Raman光谱测量,并与光致发光(PL)光谱进行了对比,清楚地观测到了受主原子从基态能级1S_(3/2)(Γ_6)到第一激发态能级2S_(3/2)(Γ_6)之间的跃迁.根据量子力学中的变分原理和打靶法算法,计算了量子阱中类氢受主Be原子1 s到2 s能级间跃迁能量,并和实验结果进行了比较.计算结果表明,受主1 s到2 s能级间跃迁的能量随量子阱宽度减小而单调增加,并且与实验结果符合较好.     

多光子跃迁下Pólya态光场与运动二能级原子相互作用系统的保真度

利用全量子理论,对多光子跃迁下Pólya光场与运动二能级原子相互作用系统的保真度进行了研究。分析了原子的初始状态、场模结构参数、光场最大光子数、光场参数和跃迁光子数等物理参量对系统量子态和光场量子态保真度的影响。结果表明:原子的运动速度影响系统量子态和光场量子态保真度的振荡周期;跃迁光子数选取不同,系统量子态和光场量子态的保真度表现出不同的规律。     

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.     

混合态下运动原子与二项式光场相互作用的量子纠缠

利用负熵方法,研究了混合态下运动二能级原子与二项式光场相互作用多光子跃迁过程系统中的量子纠缠特性,讨论了原子初态、场模结构参数、光场最大光子数、二项式系数、跃迁光子数、失谐量等物理参量对系统纠缠度的影响。结果表明：考虑原子运动时,系统出现了规则的周期振荡,并且有退纠缠现象产生。随着场模结构参数的增大,振荡周期缩短,振幅减小。系统的纠缠值与原子初始混合程度有关,原子初态趋于纯态时系统纠缠度较高。随着二项式光场最大光子数的增大,系统纠缠度的峰值逐渐变小,系统规则振荡的周期不发生改变。二项式光场趋于中间态时纠缠值较小。随着跃迁光子数的增大,系统纠缠度的峰值逐渐变大,振荡周期缩短,并且振荡变得越来越快。考虑失谐时,系统出现了不规则的纠缠,系统纠缠度的最大值随着失谐量的增大而减小。     

混合态下运动原子与二项式光场相互作用的量子纠缠

利用负熵方法,研究了混合态下运动二能级原子与二项式光场相互作用多光子跃迁过程系统中的量子纠缠特性,讨论了原子初态、场模结构参数、光场最大光子数、二项式系数、跃迁光子数、失谐量等物理参量对系统纠缠度的影响、结果表明:考虑原子运动时,系统出现了规则的周期振荡,并且有退纠缠现象产生、随着场模结构参数的增大,振荡周期缩短,振幅减小、系统的纠缠值与原子初始混合程度有关,原子初态趋于纯态时系统纠缠度较高、随着二项式光场最大光子数的增大,系统纠缠度的峰值逐渐变小,系统规则振荡的周期不发生改变、二项式光场趋于中间态时纠缠值较小。随着跃迁光子数的增大,系统纠缠度的峰值逐渐变大,振荡周期缩短,并且振荡变得越来越快。考虑失谐时,系统出现了不规则的纠缠,系统纠缠度的最大值随着失谐量的增大而减小、     

耦合腔系统双光子过程中的纠缠特性

研究原子与耦合腔相互作用系统,考虑每个腔囚禁一个二能级原子,并且原子通过双光子跃迁与腔场发生共振相互作用,通过解薛定谔方程导出了系统态矢的演化规律;利用负本征值度量两个子系统间的纠缠,研究两原子间和原子与腔场间的纠缠演化,讨论了两腔场间耦合系数变化对纠缠的影响。研究结果表明:随腔场间耦合系数增大,原子间的纠缠和原子与腔场间纠缠均表现出从不规则振荡向准周期性演化的转变,当腔场间耦合系数大于一定值后它们均呈现出准周期性演化规律;而曲线平均值呈现时而增大时而减小的过程,表明它们与腔场耦合系数间存在非线性关系;另一方面,当腔场间耦合系数较小时,原子与腔场间纠缠还呈现出崩塌和恢复现象。     

双原子与单模腔场相互作用中的原子偶极平方压缩

研究了两个二能级原子与单模辐射场多光子相互作用中的原子偶极平方压缩效应,讨论了两个原子与光场之间耦合常数的相对大小以及跃迁光子数等因素对偶极平方压缩的影响,并进而探讨了原子偶极平方压缩与光场振幅平方压缩之间的联系。     

二能级原子的多光子吸收

本文讨论了二能级原子中的多光子吸收过程。讨论中引入了A~3微扰项,并将原子的两个能级本身作为“中间能级”处理。结果表明:即使在二能级原子中,吸收任意数光子的过程都是可能的,它们的跃迁几率算式在文中给出。并证明在通常实验条件下,二光子和三光子过程是容易观察到的。     

应变对AlxGa1-xN能带间隙弯曲系数和能带结构的影响

在生长AlxGa1-xN外延层过程中,由于外延层的热膨胀系数和晶格常数与衬底的不同,导致许多残留应变产生,这会影响外延层材料的能带结构和跃迁能.从理论上分析了在赝形应变下AlGaN的能带结构和弯曲系数,并通过对AlxGa1-xN能带间隙的理论结果和实验结果分析比较,得出的能带间隙的弯曲系数与已有文献报道的实验结果相吻合.     

二能级原子的多光子吸引

本文讨论了二能级原子中的多光子吸收过程。讨论中引入了A^2微扰项，并将原子的两个能级本身作为“中间能级”处理。结果表明：即使在二能级原子中，吸收任意数光子的过程都是可能的，它们的跃迁几率算式在文中给出。并证明在通常实验条件下，二光子和三光子过程是容易观察到的。     

不取旋波近似情形二能级原子的共振荧光谱

一般的二能级原子的共振荧光理论都是取旋波近似后得出来的．施波近似成立的前提是驱动场频率则，原子跃迁频率驱动场的Rabi频率．但在强场作用情形Rabi频率可达到同一量级．从实验角度来看，一千瓦级CW激光，功率密度为是可能的．按公式对3S－3P钠原子跃迁，可得．若采用COIL准连续激光，功率密度百千瓦量级，故达到是有希望的．故发展不取旋波近似的二能级原子共振荧光理论是有意义的．计算结果表明不取旋波近似的二能级原子的共振荧光显得很复杂．中峰出现分裂，而边峰也有一系列不对称的谐波．不取旋波近似情形二能级原子的共振荧光…