消除简并双光子过程中二能级原子的消相干性

研究了置于外部环境(热库)中的二能级原子在外加驱动场时原子的消相干问题.得到简并双光子过程中原子约化密度算符非对角元.在二能级原子的消相干被消除的情况下,讨论外加驱动场的特性. 关键词： 简并双光子过程 二能级原子 消相干性     

简并多光子过程中两能级原子消相干性的消除

研究置于外部环境(热库)中的两能级原子消相干性的消除.在相互作用系统中通过外加驱动场的方法,得到简并多光子过程中两能级原子约化密度算符非对角元.当外加驱动场的演化规律满足一定的条件时,可使两能级原子的消相干被消除.     

Kerr介质中压缩真空场与耦合双原子依赖强度耦合系统的光子统计性质

研究了存在Kerr介质时依赖强度耦合单模压缩真空场与耦合双原子非共振相互作用系统中光子的统计性质,运用数值方法讨论了系统参数对光子统计性质的影响.结果表明:Kerr介质、失谐量、原子间相互作用、光场初始压缩因子和原子的初始状态对光子的统计性质有较大的影响.     

Kerr介质腔中非关联双模热光场与V型三能级原子相互作用中的场关联特性

研究了Kerr介质腔中非关联双模热光场与V型三能级原子相互作用过程中的场关联特性.通过数值计算和图形分析,讨论了平均光子数、Kerr介质、失谐量以及耦合系数对场的关联特性的影响.结果发现:当V型三能级原子与两模光场发生相互作用时,非关联双模热光场将发生关联,且关联强度与耦合强度、失谐量和Kerr系数有关.当两模热光场和裸原子发生对称相互作用时,两模光场始终处于正关联;增加一模光场的平均光子数,两模光场的关联减弱;Kerr介质和失谐量的增加将削弱两模场的关联;当两模光场与原子发生不对称相互作用时,假设g1>g2,两模光场的关联特性在正关联和反关联之间交替出现.保持场一模的平均光子数不变,增加场另一模的平均光子数,反关联特性消失.     

类Kerr介质中双模SU(1,1)相干态场与Λ型三能级原子相互作用的量子统计性质

导出了类Kerr介质中双模SU(1,1)相干态场与Λ型三能级原子相互作用系统的态函数,研究了Kerr效应对Λ型三能级原子布居概率、双模SU(1,1)相干态场的互关联函数、Cauchy-Schwartz不等式及二阶相干度的影响.结果表明:Kerr效应使原子与光场的耦合减弱,原子布居的崩塌与复苏的周期缩短;在初始光场较弱和较强两种情况下,类Kerr介质对双模SU(1,1)相干态场两模间的相关性、相关程度以及光子的聚束与反聚束效应产生的作用有明显的区别.     

Kerr介质中耦合双原子与双模压缩真空场相互作用系统的光子统计性质

研究了存在Kerr介质时，双模压缩真空场与耦合二能级原子相互作用系统中光子的统计性质，讨论了Kerr介质与光场的耦合强度、光场的初始压缩因子和原子的初态对光子统计性质的影响.数值计算结果表明，光子周期性地交替呈现聚束和反聚束效应，光场两模之间总是呈现正相关，并且这种相关为非经典相关；Kerr介质的影响使光场的二阶相干度演化曲线呈现周期性的崩塌-回复现象，随着Kerr效应的加强，崩塌-回复周期变短，以至消失. 关键词： Kerr介质 耦合双原子 双模压缩真空场 光子统计性质     

囚禁粒子在热库型驻波场中的量子相干特性

研究囚禁粒子与热库型(热辐射)驻波场的相互作用,通过外加驱动场,分析置于热库型驻波场中的囚禁粒子约化密度算符非对角元的时间演化,得到囚禁粒子在热库型驻波场中的相干特性.当外加驱动场的时间演化满足一定条件时,可保持囚禁粒子的相干性.     

Kerr介质中光场与Ⅴ型三能级原子依赖强度耦合相互作用系统的光场压缩

利用全量子理论,研究了Kerr介质中单模光场与v型三能级原子依赖强度耦合的相互作用系统中光场的压缩效应.采用数值计算的方法讨论了Kerr介质与辐射场的耦合系数x和初始场平均光子数对光场压缩的影响.结果表明:Kerr效应对光场的压缩起着不同程度的减弱作用,适当大小的初始场平均光子数有利于光场的压缩.     

类Kerr介质中双模SU(1,1)相干态场与Λ型三能级原子相互作用的量子统计性质

导出了类Kerr介质中双模SU(1,1)相干态场与Λ型三能级原子相互作用系统的态函数,研究了Kerr效应对Λ型三能级原子布居概率、双模SU(1,1)相干态场的互关联函数、Cauchy-Schwartz不等式及二阶相干度的影响.结果表明:Kerr效应使原子与光场的耦合减弱,原子布居的崩塌与复苏的周期缩短;在初始光场较弱和较强两种情况下,类Kerr介质对双模SU(1,1)相干态场两模间的相关性、相关程度以及光子的聚束与反聚束效应产生的作用有明显的区别.     

Kerr介质中光场与V型三能级原子依赖强度耦合相互作用系统的光场压缩

利用全量子理论,研究了Kerr介质中单模光场与V型三能级原子依赖强度耦合的相互作用系统中光场的压缩效应.采用数值计算的方法讨论了Kerr介质与辐射场的耦合系数χ和初始场平均光子数对光场压缩的影响.结果表明:Kerr效应对光场的压缩起着不同程度的减弱作用,适当大小的初始场平均光子数有利于光场的压缩.     

热辐射场中两能级原子在大失谐情况下的消相干特性

两能级原子置于外部环境(热库)时,将两能级原子视为量子位,通过分析量子位与热辐射场在大失谐情况下相互作用过程中量子位约化密度算符非对角元的时间演化,研究量子位消相干特性.     

内禀退相干下薛定谔猫态光场与原子相互作用系统的场熵演化

通过求解系统的Milburn方程,研究了二能级原子与薛定谔猫态光场相互作用系统中的场熵演化特性.讨论了内禀退相干,光场强度,相干态间的相位角对场熵演化的影响.结果表明: 内禀退相干下,随着时间的演化,场熵振荡逐渐减弱,光场与原子的纠缠度逐渐趋于恒值.并且光场与原子的最大纠缠度值只取决光场强度和相干态间的相位角,与内禀退相干因子无关.光场强度较小时,奇相干态光场与原子的纠缠度最大;偶相干态光场与原子的纠缠度值为最小;Yurke-Stoler相干态光场与原子的纠缠度值介于两者之间. 当内禀退相干因子不变、光场强度较大时,分别处于Yurke-Stoler相干态、偶相干态和奇相干态的光场与原子的纠缠度值趋近于相同.     

内禀退相干下薛定谔猫态光场与原子相互作用系统的场熵演化

通过求解系统的Milburn方程,研究了二能级原子与薛定谔猫态光场相互作用系统中的场熵演化特性.讨论了内禀退相干,光场强度,相干态间的相位角对场熵演化的影响.结果表明: 内禀退相干下,随着时间的演化,场熵振荡逐渐减弱,光场与原子的纠缠度逐渐趋于恒值.并且光场与原子的最大纠缠度值只取决光场强度和相干态间的相位角,与内禀退相干因子无关.光场强度较小时,奇相干态光场与原子的纠缠度最大;偶相干态光场与原子的纠缠度值为最小;Yurke-Stoler相干态光场与原子的纠缠度值介于两者之间. 当内禀退相干因子不变、光场强度较大时,分别处于Yurke-Stoler相干态、偶相干态和奇相干态的光场与原子的纠缠度值趋近于相同.     

反Jaynes-Cummings模型下纠缠相干光场量子特性的研究

一个二能级原子在经典场的驱动下与单模光场相互作用,在强经典驱动和大失谐的情况下,原子与光场的相互作用可以化为有效的反Jaynes-Cummings模型.在该模型下主要研究了双模纠缠相干光场中的一束与受强经典场驱动的二能级原子相互作用,在演化过程中,对原子作选择性测量,即通过操纵参加相互作用光场的作用时间以及选择适当的光场参数,可以在较长的时间范围和较大的相干参数范围内很好地控制未参加相互作用的相干光场的量子统计特性,得到预期的非经典光场. 关键词： 量子光学 反Jaynes-Cummings模型 反聚束效应 压缩效应     

与运动二能级原子作用的双模光场的量子特性

用全量子化理论,研究了与运动二能级原子相互作用的双模量子化光场的量子特性,分析了场模结构对平均光子数,单模二阶相干度,两模间的相关性的影响. 研究结果表明,随着场模结构参量的增大,平均光子数回复周期变短,振荡加剧,在崩塌区域内振荡出现分裂, 同时原子运动对光场的二阶相干性有明显的影响.     

Time development of the light intensity in resonance fluorescence

The time evolution of the fluorescent light emitted by a two-level atom that is driven by an external quantum field close to resonance, has been calculated. Although the treatment lies within the framework of QED, it is found that the answer in no way depends on any quantum properties of the field.     

Evolution of the field quantum entropy and entanglement in a system of multimode light field interacting resonantly with a two-level atom through Nj-degenerate NΣ-photon process

The time evolution of the field quantum entropy and entanglement in a system of multi-mode coherent light field resonantly interacting with a two-level atom by degenerating the multi-photon process is studied by utilizing the Von Neumann reduced entropy theory, and the analytical expressions of the quantum entropy of the multimode field and the numerical calculation results for three-mode field interacting with the atom are obtained. Our attention focuses on the discussion of the influences of the initial average photon number, the atomic distribution angle and the phase angle of the atom dipole on the evolution of the quantum field entropy and entanglement. The results obtained from the numerical calculation indicate that: the stronger the quantum field is, the weaker the entanglement between the quantum field and the atom will be, and when the field is strong enough, the two subsystems may be in a disentangled state all the time; the quantum field entropy is strongly dependent on the atomic distribution angle, namely, the quantum field and the two-level atom are always in the entangled state, and are nearly stable at maximum entanglement after a short time of vibration; the larger the atomic distribution angle is, the shorter the time for the field quantum entropy to evolve its maximum value is; the phase angles of the atom dipole almost have no influences on the entanglement between the quantum field and the two-level atom. Entangled states or pure states based on these properties of the field quantum entropy can be prepared.     

Approximate Real–Time Visualization of a Quantum Transition by Means of Continuous Fuzzy Measurement

For the detection of gravitational waves the quantum mechanical properties of the detector have to be taken into account. Not all gravitational wave detectors allow a quantum nondemolition (QND) measurement. Continuous weak or fuzzy measurements are an alternative to study the evolution of a quantum mechanical system under the influence of an external field. In the present paper we investigate this alternative by applying it to a simplified system. We numerically simulate continuous fuzzy measurements of the oscillations of a two-level atom subjected to a resonant external light field. We thereby address the question whether it is possible to measure characteristic features of the evolution of a single quantum system in real time without relying on a QND scheme. We compare two schemes of continuous measurement: continuous measurement with constant fuzziness and with fuzziness changing in the course of the measurement. Because the sensitivity of the two-level atom to the influence of the measurement depends on the state of the atom, it is possible to optimize the continuous fuzzy measurement by varying its fuzziness.