驱动对光子晶体中原子自发辐射的影响

文章讨论了在驱动场作用下,三能级原子在光子晶体中的自发辐射问题。由于量子干涉和光的局域化作用,两个上能级中的布居数将具有周期振荡或准周期振荡的性质,     

驱动场作用下光子晶体中三能级原子的自发发射

讨论了在双光子驱动场作用下,三能级原子在光子晶体中的自发发射问题．由于量子干涉和光的局域化作用,两个上能级中的占据数将具有周期振荡或准周期振荡的性质,这不仅依赖于两个上能级与禁带的相对位置,同时也依赖于原子的初始状态,而且还与驱动场的强度、驱动场的入射位相有关．这些性质既与真空中带有驱动场的原子的自发发射性质不同,也有别于无驱动场作用下光子晶体中三能级原子的自发发射性质． 关键词：     

双能带三维光子晶体中二能级原子的自发辐射

研究了双能带三维光子晶体中二能级原子自发辐射的性质.由于双能带各向异性色散关系的影响，辐射场中的局域场和传输场不能共存，导致原子上能级占据数不再具有准周期性振荡的性质，而是随时间趋于常数，或者随时间按幂函数形式衰减，或者随时间按指数形式衰减.这些性质不仅与原子上能级和能带带边的相对位置有关，而且与光子晶体上、下能带之间的能隙宽度有关.这些性质也有别于单能带各向同性光子晶体中二能级原子自发辐射的性质. 关键词： 光子晶体 二能级原子 自发辐射     

各向异性光子晶体中Λ型原子动力学性质研究

讨论了各向异性光子晶体中外驱动场作用下Λ型原子的动力学性质及辐射谱特性. 通过理论 分析和数值计算发现，原子上下能级的布居数将出现准周期性振荡的性质，其振荡的频率和 振荡的幅度与上能级的耗散系数γ， 驱动场的作用强度，驱动场和共振频率失谐度δ等相 关； 原子上能级与光子晶体带边的相对位置将直接影响到原子自发辐射的模式. 此外，从 辐射谱的角度分析光子晶体对原子周围辐射场的特性及其传输性质的影响.     

动态各向同性光子晶体中二能级原子的自发辐射

研究了动态各向同性光子晶体中二能级原子自发辐射的性质,主要讨论了光子晶体能带带边频率随时间作阶跃调制和三角函数周期调制两种情况下,原子上能级占据数随时间的演化特性.当光子晶体能带带边频率随时间作阶跃调制时,原子上能级占据数随时间的演化不仅和上能级与能带带边的相对位置δ有关,更依赖于阶跃调制发生的时刻.调制发生时刻不同,调制后原子上能级占据数随时间的演化也不同.当光子晶体能带带边频率随时间作三角函数周期调制时,二能级原子上能级占据数随时间作总体衰减的准周期振荡.通过选择调制频率和调制初相位可调控准周期振荡的频率、峰值与谷值的大小以及占据数的总体衰减速度等.     

低频强场作用下三维光子晶体中二能级原子的自发辐射性质

研究了处于三维光子晶体中，且在强相干的低频场的驱动下的单个二能级原子的自发辐射性质.由于低频场的影响，使得原子产生了在跃迁过程中吸收或发射一个低频光子的衰减渠道.这些跃迁导致了自发辐射的量子干涉，再加上光子晶体能带带边的作用，自发辐射被显著抑制.原子的布居俘获依赖于原子上能级与能带带边的相对位置，低频场的频率和原子不同跃迁通道间的相对跃迁强度. 关键词： 光子晶体 二能级原子 自发辐射     

各向异性光子晶体中∧型原子动力学性质研究

讨论了各向异性光子晶体中外驱动场作用下∧型原子的动力学性质及辐射谱特性．通过理论分析和数值计算发现，原子上下能级的布居数将出现准周期性振荡的性质，其振荡的频率和振荡的幅度与上能级的耗散系数γ，驱动场的作用强度，驱动场和共振频率失谐度δ等相关；原子上能级与光子晶体带边的相对位置将直接影响到原子自发辐射的模式．此外，从辐射谱的角度分析光子晶体对原子周围辐射场的特性及其传输性质的影响．     

光子晶体中三能级原子的自发发射

讨论了三能级原子在光子晶体中的自发发射问题.由于量子干涉和光的局域化,两个上能级中的粒子数布居将具有周期振荡或准周期振荡,这不仅依赖于两个上能级与禁带的相对位置, 同时也依赖于原子的初始状态,且有别于真空中三能级原子的自发发射性质. 关键词：     

光子晶体中二能级原子的自发辐射

研究光子晶体中二能级原子的自发辐射。由于光的局域化以及缀饰态之间的量子相互作用 ,由局域场、传输场、弥散场组成的原子的辐射场发生变化 :随着激发态能级由禁带移往通带 ,发现局域场中的能量通过弥散场向传输场转移。当局域场和传输场共存时 ,激发态能级上的原子布居数的演化具有准振荡行为 ;当局域场和传输场不共存时 ,原子布居数的演化不具有准振荡行为。另外 ,激发态能级上的稳态原子布居数也发生改变。这些性质不仅依赖于原子的激发态能级ω1与光子频率能带边缘ωc 的相对位置δ,同时也依赖于光子晶体中带边缘的光子态密度 ρ(ωk) (或带边光滑参数ε)。     

动态光子晶体中V型三能级原子的自发辐射

研究了动态各向同性光子晶体中V型三能级原子的自发辐射,主要讨论了光子晶体能带带边频率受到阶跃调制和三角函数周期调制两种情况下,调制参数对占据数演化的控制作用,以及此过程中量子相干效应带来的影响.结果表明,阶跃调制时,调制发生后原子上能级劈裂出来的束缚缀饰态数目只取决于原子的跃迁频率和此时的带边频率,且与具有相同参数条件的静态情形下的相同.调制发生时刻对其后原子上能级占据数的长时演化情况有影响.随系统初态的不同,量子相干效应既可导致调制之后占据数迅速衰减,也可使原子上能级保留较多的占据数.三角函数周期调制时,原子上能级总占据数在足够长的时间之后随时间做频率近似等于调制频率的有衰减的准周期振荡.衰减率与调制频率有关,也因量子相干效应而受系统初态以及偶极矩夹角的影响.     

各向异性光子晶体中Λ型原子的自发辐射性质

讨论了各向异性光子晶体中Λ型三能级原子的辐射性质. 研究发现，原子上能级与光子晶体带边的相对位置和两低能级相对位置将直接影响原子的动力学性质及其周围辐射场的性质. 通过数值计算和理论分析，得到了光子晶体中原子周围辐射场在不同位置随时间演化的图像，并讨论了光子晶体对原子辐射谱的影响.     

Spontaneous emission spectrum of a three-level atom embedded in photonic crystal

The two models of three-level (one upper level and two lower levels, or two upper levels and one lower level) atom embedded in a double-band photonic crystal are adopted. The atomic transitions from the upper levels to the lower levels are assumed to be coupled by the same reservoir which are respectively the isotropic photonic band gap (PBG) modes, the anisotropic PBG modes and the free vacuum modes. The effects of the fine structure of the atomic ground state levels in the model with one upper level and two lower levels, and the quantum interferences in the model with two upper levels and one lower level on the spontaneous emission spectrum of an atom are investigated in detail. Most interestingly, it is shown that new spontaneous emission lines are produced from the fine splitting of atomic ground state levels in the isotropic PBG case. The quantum interferences induce additional narrow spontaneous lines near the transition from the empty upper level to the lower level.     

Control of Spontaneous Emission from a Microwave Field Coupled Five-Level M-type Atom in Photonic Crystals

We investigate the spontaneous emission spectrum of a five-level M-type atom driven by a microwave field, in which one lower level is coupled by the same modified reservoir to two upper levels. The results show that a few interesting phenomena in spontaneous emission spectra, such as spectral-line shift, spectral-line enhancement and spectral-line suppression, which can be controlled by adjusting the proper parameters of the system. These phenomena can originate from quantum interference of the strong coupling system.     

Microwave control of spontaneous emission of a driven four-level atom in photonic crystals

We study the coherent control of spontaneous emission of a double-driven four-level atom embedded in photonic crystals. Combined effect of different relative locations between the upper band edge and the two upper levels and the phase of microwave coupling field is discussed. It is shown that quantum interference effect such as laser-induced dark line depends strongly on the phase of microwave field.     

三维光子晶体中三能级原子的自发发射

研究了三维光子晶体中三能级原子自发发射的性质.由于各向异性色散关系,能带带边的态密度没有奇异性,局域场可以消失.在一定条件下弥散场会得到加强,并在辐射场中占主导地位.这些性质将与原子能级和能带带边的相对位置有关,且有别于各向同性色散关系的光子晶体中原子自发发射的性质. 关键词： 光子晶体 三能级原子 自发发射     

INFLUENCE OF ATOMIC MOTION ON SPONTANEOUS EMISSION FROM A THREE-LEVEL ATOM

本文研究了V型三能级原子的自发辐射谱。如果不考虑原子的质心运动,则自发谱中有一暗线,这是干涉所致。如果考虑原子的质心运动,则暗线消失,即原子的质心运动破坏了干涉效应。     

左手性材料对V形三能级原子光谱的影响

本文研究了左手性材料板附近V形三能级原子的动力学演化及辐射光谱特性. 主要考虑了从两上能级向下能级跃迁的电偶极矩相互垂直的情形, 探讨了原子初始状态对辐射光谱的影响. 研究结果表明, 左手材料的反聚焦和相位补偿效应所引发的间接量子干涉, 导致两上能级的原子布居数相互影响, 原子在上能级的寿命明显增长或缩短, 并造成了谱线变窄或展宽.     

Spontaneous emission from a ladder three-level atom in anisotropic photonic crystals

We investigate the spontaneous radiation from a ladder three-level atom embedded in a three-dimensional anisotropic photonic crystal with an external driving field. The properties of the spontaneous emission are dependent strongly on the relative position of the middle level from the band edge. Due to the Autler-Townes splitting by the action of the driving field, the external driving field can also affect the properties of the spontaneous emission. The population exchanged between the upper and the middle levels decreases as the detuning of the external driving field frequency from the corresponding transition frequency increases. The properties of the emission field can be changed or so much as controlled by choosing suitable intensity of the external driving field. The emission spectrum is more complex, and dependent on the location of the observer in this case.