腔光力学系统中的量子测量

腔光力学系统近年来迅猛发展, 在精密测量、量子传感等方面已展现出重要的应用价值. 特别是与微纳技术和冷原子技术结合后, 这一系统正发展成为研究量子测量与量子操控的理想平台. 本文首先综述腔光力学在量子测量, 尤其是量子测量基础理论研究方面的进展; 然后分析腔光力学系统中的量子测量原理; 最后介绍我们近来在这方面的研究进展, 并通过我们设计的一系列新颖的基于腔光力学系统的量子测量方案来具体展示该系统在量子测量、量子操控等方面的潜在应用.     

地震波倾斜入射下两相饱和土层响应数值模拟

基于Biot两相饱和多孔介质理论建立了频域内饱和土层的刚度矩阵,对从基岩倾斜入射地震波下饱和土层的波动响应进行了数值研究,入射波采取修正的Kanai-Tajimi谱。通过土层地表面处的水平以及竖直放大系数研究了在不同工况条件下土层的波动响应,研究结果表明,土层的波动响应在入射角接近临界入射角时达到峰值;土层的波动响应随着基岩埋深基以及土层阻尼比的增大显著减小;而土层与基岩的波速比对土层的波动响应的影响存在临界波速比,使土层响应达到极值。对于含有夹层的地质环境,研究了波动响应沿深度的分布,通过与均质土层下响应对比,显示非均质夹层能显著减小土层地表处的波动响应,尤其软夹层能较好地阻止入射波向上的传播。     

Quantum Interference of Dual-Channel Excited Magnons in Spin-1 Bose-Einstein Condensates Atomic Chain

We investigate the quantum interference of spin wave excitations of a spin-1 atomic Bose condensate confined in an optical lattice. Single-channel and dual-channel interactions are employed in our system, and their induced excitations are compared. Also we consider the interplay of magneto-optical excitations, which leads to a constructive or destructive effect for the creation of magnons based on background excitations. The population distributions of excited magnons can be well controlled by steering the long-range dipole-dipole interactions. Such a scheme can be used to demonstrate conventional quantum-optical phenomena like dynamical Casimir effect at finite temperatures.     

基于两次谱分析的时延估计方法研究

时延估计是目标定位跟踪系统的关键技术之一,在水声、雷达、声探测等领域广泛应用。时延估计的基本方法是互相关法和相位谱法。互相关法时延估计分辨率与信号带宽近似成反比,因此很难估计多目标时延。相位谱时延估计只能估计单目标时延,并且存在相位解绕问题。本文提出了两次谱分析时延估计方法,即将互功率谱函数再次进行谱估计,二次谱峰值位置间距即为时延估计,这种方法既能够估计单目标时延,又能够估计多目标时延,并且不用相位解绕。仿真计算验证了两次谱时延估计方法的可行性。     

受激拉曼增益介质中的量子噪声特性研究

研究了三能级原子系综与相干控制场以及量子探测场的相互作用下的受激拉曼系统.运用量子理论推导出了该受激拉曼系统中由于量子场真空涨落引起的量子噪声以及受激散射的量子化光场噪声谱,并且数值计算了注入拥有非经典涨落的量子探测场,真空涨落所引起的量子噪声谱. 关键词： 受激拉曼增益 量子噪声 噪声谱     

冷原子穿越激光束的量子隧穿时间

原子通过激光冷却技术能够被制备在低温状态，这时冷原子云会展现出量子力学的波动性.研究了一束冷原子入射到一个蓝失谐的激光束上所表现出的量子力学隧穿效应.蓝失谐的激光束相对于冷原子而言等效于一个量子力学势垒.根据二能级模型，在理论上分析了具有内部结构的原子矢量物质波穿过激光束的量子力学反射与透射，特别是对原子穿越激光束所需的时间——量子隧穿时间进行了详细的研究.量子力学波动性使得冷原子穿越一个激光束时明显地展现出与经典粒子(热原子)不同的结果. 关键词： 冷原子 原子光学 量子隧穿     

激光腔内压缩态光的产生

压缩态光的产生必须借助于非线性相互作用过程,由于转换效率的限制,通常产生的压缩态光强度是较低的。本文从理论上给出了压缩态光产生的一般条件,在此基础上推断出一个包含激光的放大与非线性相互作用过程在内的系统,既能实现光强的放大,又能导致腔内场振幅正交分量之一的起伏的压缩。 关键词：     

原子在压缩光场中的吸收与色散

本文导出了一二能级原子系综与多模压缩光场相互作用的Bloch方程。在此基础上求得了原子对压缩光的吸收与色散。结果表明,对于不同的压缩条件,吸收线型呈现亚自然与超自然线宽现象。而原子的色散行为明显依赖于光场起伏的压缩方向与振幅的相干激发方向。当这两个方向不平行或垂直时,色散零点相对于原子跃迁频率发生移位。 关键词：     

光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体的自旋和磁研究

近年应用光晶格（optical lattice)控制原子玻色－爱因斯坦凝聚体（BEC）的研究取得了突破性的进展。德国Munich研究小组首次在三维光晶格中观察到了超冷原子从BEC超流状态向Mott insulator状态的量子相变。这样的量子相变现象不仅具有重大的理论研究价值，而且为BEC的实际应用提供了新的途径。文章介绍了作者近来在光晶格中BEC的自旋和磁特性方面的一些研究进展，并探讨了它们在磁传感器及量子计算中的可能应用。     

脉冲激光激发的原子共振荧光

本文从含有弛豫项的光与二能级原子相互作用的布洛赫(Block)方程出发,利用计算机进行数值求解,在强共振激发条件下,给出了几种不同的激光脉冲(包括常见的高斯脉冲)激发的原子共振荧光谱,获得了原子在瞬态辐射过程中的一些新现象。