非共振耗散腔耦合系统的发射光谱

研究了非共振耗散二能级双原子与双单模腔耦合系统发射光谱的性质。探讨了原子和腔场之间的失谐、腔场衰减率及原子失相对该系统发射光谱的影响。结果表明,体系的腔场谱呈现出三重峰结构,原子发射谱呈现出二重峰结构。非共振情况时,腔场谱和原子发射谱的图像皆为非对称图像。在原子与腔场失谐时,与共振情况相比,峰位发生了明显的漂移,且中峰明显增大。增大腔场与原子的失谐,会引起边峰向低频段漂移,并改变其光谱强度;增大原子与腔场的失谐,可以使光谱整体向低频段漂移,并改变其所有峰的光谱强度。随着腔场衰减率的增大,共振情况下,会导致边峰的强度减小;失谐情况下,会导致所有峰的强度均减小。随着原子失相的增大,共振或失谐情况下,会使光谱所有峰的强度均减小。     

开放四能级原子系统粒子数反转或无反转激光研究

在封闭的简单四能级原子系统模型的基础上提出了开放的四能级原子系统模型.通过在电偶极和旋转波近似下,解此系统的半经典密度矩阵运动方程得其稳态线性解析解.对该稳态解的数值模拟显示:随着驱动场的Rabi频率的连续增加系统会发生由输出的无粒子数反转激光到输出粒子数反转激光的转变;随着系统退出速率或者注入速率比的连续增大,系统会发生由输出的粒子数反转激光到输出无粒子数反转激光的转变;该系统能获得无吸收高色散;在稳态,探测激光上下能级粒子数差随探测场失谐的变化曲线呈弱矩形波.     

准Λ型四能级系统选择反射光谱

运用密度矩阵理论研究了气固界面准Λ型四能级原子系统的非线性选择反射光谱.基于刘维尔方程给出了一阶近似条件下探测光场的解析式.在探测场为弱场时,分析了信号场拉比频率、失谐量和耦合场失谐量对反射光谱线型的影响.数值模拟表明:信号场参与产生的选择反射峰线宽可以利用信号场拉比频率进行调节,通过调节信号场频率失谐量,可以实现选择反射峰到透明窗口的转化,选择反射峰和透明窗口的位置可以通过耦合场失谐量实现调谐.利用三种电子跃迁路径以及缀饰态理论对所得结果进行了解释.本文结果为研究气固界面原子的量子相干和动力学过程提供理论参考.     

一维冷原子晶格中相干诱导三光子带隙

基于电磁感应透明技术,将相干耦合的Tripod型原子俘获在一维光晶格中并使其呈高斯型分布,由于介质的折射率被一维光晶格周期性调制,从而实现动态调控的三光子带隙结构.通过求解光场与原子相互作用密度矩阵方程以及光波在周期性介质中散射的传输矩阵方程,计算出探测场在相干驱动介质中的稳态反射谱和透射谱.计算结果表明:光子带隙的位置、宽度以及反射率可以通过改变两个耦合场的失谐、强度和几何布拉格失谐来调谐.     

耦合场线宽和强度对双简并四能级系统的吸收和衍射效率的影响

采用密度矩阵方程,分别在引入耦合场线宽和强度、探测场频率变化以及耦合场频率与探测场频率之比变化的条件下,数值计算了双简并四能级原子系统中介质对探测场的吸收(增益)和相位光栅衍射效率的影响。结果表明:耦合场线宽的增大削弱了简并四能级原子相干;不考虑耦合场线宽(R=0)时的增益和衍射效率比考虑耦合场线宽(R≠0)时的大,在耦合光频率与探测光频率之比为ΩcΩp≈400时衍射效率最大可达到35%。     

驱动场作用下二分量BEC中原子数密度的演化

运用数值模拟研究了二分量玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)原子数密度的动力学行为,讨论了驱动场耦合强度、不同分量间原子作用强度、射频场频率及同分量内原子作用强度对二分量原子数密度演化特性的影响.结果显示:原子数密度随时间近似作周期性振荡,其振荡的周期随驱动耦合场强度、不同分量原子间作用强度的增大而减小,随自耦合强度的增大而增大;射频场频率的变化并不显著改变原子数密度振荡的周期,但它的增大会和自耦合强度的增大一样导致原子密度振荡的振幅减小.     

基于量子相干控制吸收的准Λ型四能级原子局域化研究

提出了一种基于量子相干控制吸收的对准Λ型四能级原子进行二维局域化方案. 利用密度矩阵微扰理论, 得到了确定原子空间位置信息的筛选函数解析表达式. 在缀饰态表象中, 分析了在相干控制场作用下原子初始状态对原子局域的影响. 数值模拟了控制场参量对原子局域化结果的影响. 研究发现原子局域化结果与初始时刻在控制场作用下原子在下能态的布局、下能级间产生的极化密切相关; 不管探测场与耦合场是否满足电磁感应透明配置条件, 通过改变控制场中的行波场的振幅和探测场的失谐量, 均可实现高精度原子局域化, 在亚波长范围内测量到原子的概率达到100%.     

失谐对开放的四能级系统无粒子数反转激光的影响

提出开放的四能级双驱动场无反转激光系统的理论模型,由电偶极和旋转波近似得到其密度矩阵方程,讨论无反转激光产生的物理机制,利用数值计算结果分析探测场和驱动场失谐对系统无反转激光增益和粒子数差的影响.     

一维原子晶格中基于电磁感应透明的可调控光子带隙

利用电磁感应透明技术,在一维光晶格中相干驱动四能级N模型冷原子,实现动力学可调谐电磁感应光子带隙结构.在该原子系统中,光晶格中的原子密度呈高斯分布,使整个介质的密度在空间上呈周期性分布,导致探测场的折射率被空间调制,从而产生带隙结构.理论计算表明:基于两强耦合场的双暗态共振作用,探测场的吸收谱出现两个透明窗口;当满足Bragg条件时,探测场的三个不同频率区域内光子态密度减小,形成光子带隙结构.另外,改变两个耦合场的强度和失谐可以有效地调控光子带隙的宽度和位置.     

精确求解级联型三能级原子与单模相干态光场场熵的演化特性

本文利用全量子理论,在非旋波近似下对单模相干态光场与级联型三能级原子相互作用过程中场熵随时间的演化进行了精确求解.数值计算的结果表明：随着初始时刻平均光子数n以及光场与原子的耦合强度u, v的增大,场熵的平均值先增大后减小,因此纠缠度也同样先增大后减小;随着失谐量Δ的增大,场熵的平均值逐渐减小,因此纠缠度也逐渐减小. 关键词： 相干态正交化展开 非旋波近似 场熵     

有心结构耦合腔系统中的几何量子失谐（英文）

引入了由N+1个单模腔构成的有心结构耦合腔物理模型.其中,中心腔起耦合器作用,其余N个腔通过N条光纤与中心腔耦合,并且每个腔囚禁1个二能级原子.在系统激发数等于1的情况下,给出了系统态矢的演化规律,研究了两原子间和两腔场间的几何量子失谐.通过数值计算,讨论了耦合腔数目和原子与腔场间耦合强度对几何量子失谐的影响.研究结果表明:随着腔数目的增加两原子间和两腔场间的几何量子失谐都减弱;随着原子与腔场间耦合系数增大,两原子间几何量子失谐减弱,但两腔场间几何量子失谐却加强.     

有心结构耦合腔系统中的几何量子失谐（英文）

引入了由N+1个单模腔构成的有心结构耦合腔物理模型.其中,中心腔起耦合器作用,其余N个腔通过N条光纤与中心腔耦合,并且每个腔囚禁1个二能级原子.在系统激发数等于1的情况下,给出了系统态矢的演化规律,研究了两原子间和两腔场间的几何量子失谐.通过数值计算,讨论了耦合腔数目和原子与腔场间耦合强度对几何量子失谐的影响.研究结果表明:随着腔数目的增加两原子间和两腔场间的几何量子失谐都减弱;随着原子与腔场间耦合系数增大,两原子间几何量子失谐减弱,但两腔场间几何量子失谐却加强.     

倒Y型四能级系统中自发辐射诱导相干对弱探测场的色散和吸收特性的影响

本文研究了倒Y型四能级系统中自发辐射诱导相干对探测场的色散和吸收特性的影响。在稳态条件下利用密度矩阵微扰理论推导出了密度矩阵的迭代解。数值分析了自发辐射诱导相干对线性和非线性折射率和吸收系数的影响,分析了泵浦场和耦合场偏离双光子共振对弱探测场色散和吸收特性的影响。研究发现自发辐射诱导相干使弱探测光的线性和非线性折射率增强,同时形成一个较宽的透明窗。在没有自发辐射诱导相干的情况下,泵浦场和耦合场偏离双光子共振对探测场的线性和非线性折射率影响明显,在有自发辐射诱导相干的情况下,泵浦场和耦合场偏离双光子共振使得探测场的线性透明窗变窄,非线性吸收增加。     

三能级Upper-ladder型系统中的

三能级Upper-ladder型系统中,在旋波、慢变振幅近似下,求解了考虑驱动场相位扩散后的系统密度矩阵运动方程,并给出了这个三能级梯型系统稳态线性解析解.利用对密度矩阵运动方程的稳态线性解析解的数值模拟结果,研究相位扩散对无反转激光增益、色散和粒子数差的影响;利用对密度矩阵运动方程的数值模拟结果,分析相位的扩散对无反...     

混合原子光机械系统中的量子相干控制

研究了原子相干及量子相干对混合原子光机械系统输出特性的影响。应用微扰方法及光腔的输入输出理论求解Langevin方程,得到了混合原子光机械系统对弱探测场的响应函数。分析了腔模与原子系统的耦合强度、量子干涉效应对混合原子光机械系统输出特性的影响。研究发现,控制原子系统的量子干涉效应,即可控制混合原子光机械系统的输出特性;改变原子系统的控制场强度,便可改变混合原子光机械系统的透明窗口宽度,从而得到由原子吸收谱调制的光机械系统的吸收谱;在光机械系统透明窗口中心区域可实现探测场的放大;改变原子系统中控制场或耦合场的失谐量,可以控制混合原子光机械系统的透明窗口位置。     

Kerr介质中耦合全同∧型三能级原子与真空场相互作用过程中场熵的演化特性

利用量子理论,研究了真空场与耦合全同∧型三能级原子相互作用过程中场熵的演化特性.讨论了系统初始状态、失谐量、原子间偶极相互作用和Kerr系数对场熵演化特性的影响.数值计算结果表明:场熵呈现出周期性振荡,其振荡频率和幅度强烈地依赖于系统的初始状态;失谐量、原子间耦合强度、Kerr系数的增大,都会使场熵振荡的幅度减小.     

Kerr介质中耦合全同Λ型三能级原子与真空场相互作用过程中场熵的演化特性

利用量子理论,研究了真空场与耦合全同Λ型三能级原子相互作用过程中场熵的演化特性.讨论了系统初始状态、失谐量、原子间偶极相互作用和Kerr系数对场熵演化特性的影响.数值计算结果表明:场熵呈现出周期性振荡,其振荡频率和幅度强烈地依赖于系统的初始状态|失谐量、原子间耦合强度、Kerr系数的增大,都会使场熵振荡的幅度减小.     

开放V型系统相对位相对LWI增益瞬态演化的影响

数值计算具有自发辐射诱导相干性的开放V型三能级原子系统密度矩阵运动方程,分析无反转激光(LWI)增益的瞬态演化.结果表明:无论是否存在非相干抽运,探测场和驱动场间的相对位相(Ф)对增益的瞬态演化都有显著的影响;通过选择的取值可以获得更大的瞬态和稳定增益;不存在非相干抽运时,系统达到瞬态增益最大值及获得增益稳定值所需要的时间更长,演化过程中振荡幅度更大,获得的增益更大;原子退出速率r0(原子注入速率比S)的变化将使增益瞬态演化的具体过程发生改变,在r0(S)的一定取值范围内,瞬态和稳定增益随S(r0)的增大而增大.     

自发辐射诱导相干对开放的Ladder型系统无反转激光增益瞬态演化的影响

利用开放的Ladder型三能级原子系统密度矩阵运动方程的数值解,研究了在探测场和驱动场双共振条件下,自发辐射诱导相干（SGC） 对系统无反转激光（LWI）增益瞬态演化的影响以及注入速率比和退出速率对与SGC相关的增益的调制作用.研究结果表明：SGC强度的变化将使瞬态增益和最终的稳定增益发生显著的改变;存在非相干抽运时,LWI增益随注入速率比和退出速率的减小而增大,而不存在非相干抽运时的情况与此正好相反;通过选取适当的SGC强度、注入速率比和退出速率可得到最大的LWI增益的瞬态值和最终的稳定值. 关键词： 开放系统 自发辐射诱导相干 瞬态演化 无反转增益     

压缩真空中梯形三能级原子的辐射压力

研究了压缩真空中梯形三能级原子在单色行波场中的辐射压力。从系统的哈密顿量出发,利用玻因-马尔可夫近似,推导出了原子的光学布洛赫方程。此时用数值方法求得布洛赫方程的稳态解,然后用图示法考察了原子的辐射压力随双光子失谐、拉比频率、自发发射率等参量的依赖关系。结果表明：单光子跃迁和双光子跃迁可导致辐射压力出现各自的多普勒位移共振峰;辐射压力表现出较宽的失谐范围且强烈依赖于压缩参量以及压缩真空和相干光之间的相位关系。当相位满足匹配条件时,辐射压力减小。