两原子非简并双光子Jaynes-Cummings模型的辐射谱

本文研究了两原子非简并双光子Jaynes-Cummings模型的辐射谱,结果表明,当双模腔场处于不同数态时,辐射谱呈现如下新特性:当一腔场处于真空态,另一腔场为强场时,辐射谱为对称六峰结构,任两对称峰的间距均与√2n₂g成正比;当双模腔场均为强场时,辐射谱为对称四峰结构,两内峰的间距(4g)与数态光子数n₁及n₂无关;当一腔场处于真空态,另一腔场处于数态|n₂>时,辐射谱一般为对称六峰结构,当n₂=1时,谱变为对称四峰结构。     

双模腔场中具有不同耦合常数的两原子多光子辐射谱

研究了与双模腔场具有不同耦合常数的两个二能级原子的多光子辐射谱,给出了双模多光子辐射谱的一般表达式.结果表明,当双模腔场分别处于不同数态时,虽然两原子与双模腔场之间具有不同的耦合常数,但对于任意的N₁和N₂(N_i(i＝1,2,)为模i腔场被每个原子吸收或发射的光子数),辐射谱总是关于共振频率ω₀对称分布;并且,当N₁＝N₂时,对于任意的数态光子数n₁和n₂交换,辐射谱不变.上述特点用解析方法给予了解释.计算了非简并双光子情况下的辐射谱,并得到了一些新结果.双模腔场中单原子及具有相同耦合常数的两原子辐射谱可从本文结果分别做为特例而得到.     

高Q Kerr介质腔中非简并双光子Jaynes－Cummings模型中原子的辐射谱

本文对高Q Kerr介质腔中单个二能级原子与双模腔场非简并双光子相互作用的辐射谱进行了系统研究,在数值计算的基础上,详细分析了Kerr效应对原子辐射谱的影响,从而揭示出一系列重要的新特征.     

Stark效应对双模压缩真空场与原子耦合系统腔场谱的影响

研究了Stark效应对两模双光子J-C模型腔场谱的影响,推导计算出了腔场处于压缩真空态时腔场谱的计算公式和数值结果,讨论了Stark效应和初始场强对腔场谱的影响.发现初始场较弱时,Stark效应主要影响谱线的频率,对峰的强度影响不大;初始场n1=n2≥2后,Stark效应对主峰有较强的强化作用,对边峰产生抑制作用;在初始场较强时,对谱强度的影响显著.改变Stark移动参数和初始场的强度,可得到各式各样的腔场谱结构.     

耦合双原子Jaynes-Cummings模型的腔场谱H

研究了处于激发态的两原子与高Q腔场相互作用单光子过程的腔场谱,给出了初始光场为光子数态、相干态、压缩真空态时的腔场谱数值计算结果,分析了原子间偶极-偶极相互作用强度gα对腔场谱结构的影响.发现真空场Rabi峰,当gα较弱时为4峰,gα较强时为3峰结构;弱场数态(n＞0)时为5峰,强场时为3峰结构.相干态和压缩真空态时,谱结构与光子数分布有关,一般为复杂的多峰结构.结果表明,gα对峰位峰高都有影响,破坏了谱结构的对称性,但这种影响只在真空场和弱场时才较明显.     

两等同双能级原子与q模腔场任意N∑光子共振相互作用辐射谱研究

本文建立了“q模腔场-两原子”系统的任意N^∑光子相互作用模型,利用这一模型研究了两个偶极一偶极力关联的等同双能级原子与q模腔场任意N^∑光子.共振相互作用的辐射谱.对q模腔场分别处于不同数态:即q模腔场均为真空场、q模腔场均为强场、1模为真空场(q-1)模为强场、q₀模为真空场(qq₀)模为强场、以及(q-1)模为真空场1模为强场时辐射谱的结构持征及物理特性进行了详细分析,揭示出“q模腔场-两原子”系统任意N^∑光子共振相互作用辐射谱的一般特征.现有文献报道,仅仅是本文的普遍性结果在各种不同情况下的特例.     

二维光子晶体耦合腔阵列的慢波效应研究

设计了一种六角晶格二维光子晶体耦合腔阵列，平面波展开法计算能带表明，处于禁带中的耦合缺陷腔模的色散曲线在光子晶体平面内所有k矢量方向更加平坦.模拟了横电波沿ΓK方向的透射谱.与光子晶体单缺陷腔相比，耦合腔阵列结构的缺陷腔模透射率提高三个量级以上，而群速度降低一个量级，得到0.007c的结果.该慢波效应在构造微型可调谐光延迟器和低阈值光子晶体激光器等方面具有潜在的应用前景.     

两原子非简并双光子Jaynes－Cummings模型的辐射谱

本文研究了两原子非简并双光子Ｊａｙｎｅｓ－Ｃｕｍｍｉｎｇｓ模型的辐射谱，结果表明，当双模腔场处于不同数态时，辐射谱呈现如下新特性：当一腔场处于真空态，另一腔场为强场时，辐射谱为对称六峰结构，任两对称峰的间距均与成正比；当双模腔场均为强场时，辐射谱为对称四峰结构，两内峰的间距（４ｇ）与数态光子数ｎ１及ｎ２无关；当一腔场处于真空态，另一腔场处于数态｜ｎ２＞时，辐射谱一般为对称六峰结构，当ｎ２＝１时，谱变为对称四峰结构。     

"两原子-双模腔场"系统的腔场谱

研究了存在偶极相互作用的两等同原子与双模腔场共振相互作用双光子过程的腔场谱,研究发现,当两模初态都为光子数态或相干态时,两模腔场谱之间有很强的相互影响,在两模场强相同时,两划的光谱结构也相同,且在强场下呈现三峰结构;当两模初态场强不同时,较强的一模出现简单的单峰结构,而较弱模光谱中三峰的距离随另一模光子数的增加而增大。当两模均为压缩真空态时,在强场下得到经典共振荧光谱,且两模腔场谱之间的相互影响很弱。     

两双能级原子与双模腔场多光子共振相互作用辐射谱的一般特征

本文从非相对论量子电动力学理论的普遍原理出发,首先建立了与J-C模型相关的“双模腔场-两原子”系统的多光子相互作用模型,并求得本征算符在共扼相互作用情形下的本征函数展开式;然后,重点研究了两个通过偶极-偶极力关联的有效二能极原子与双模腔场多光子共振相互作用辐射谱的一般特征。结果表明,当双模腔场分别处于不同数态时,辐射谱一般呈现出非对称的8峰结构,但在不同的条件下,辐射谱会呈现出数目不等、形状各异的谱线。两原子非简并双光子J-C模型的辐射谱可作为特例得出。     

二能级原子与双模场喇曼相互作用模型的腔场谱

研究了在高Q腔内二能级原子与双模量子化光场发生双光子共振喇曼相互作用过程的腔场谱.发现原子初态的不同不改变腔场谱结构的基本特征.两模光场初态均为光子数态或均为相干态时,每模腔场谱一般都为双线结构,两条谱线的频差与另一模初始场强大致成正比,改变一模初始场可以调节另一模谱线频率     

利用单光子微激射器产生强压缩腔场的理论研究

本文研究了初时占据上能级的二能级原子在相等的时间间隔中依次与初始处于相干态的单模腔场的相互作用,发现若初始场较强时,在这一过程中可以始终使场处于压缩态,并使之不断得到压缩,同时还简要地讨论了原子与压缩态腔场的相互作用。 关键词：     

Cavity Field Spectra of the Intensity-Dependent Two-Mode Jaynes–Cummings Model

The cavity field spectrum of a two-level atom interacting with two modes of the radiation field through intensity-dependent coupling in an ideal cavity is investigated. The results for the initial fields in pure number states, coherent states, and squeezed vacuum states are calculated. We find that the frequency of one mode is tuned by the intensity of the other mode when the two modes are both in pure number states or coherent states. A complicated multipeak structure appears when both field modes are in a superposition of number states initially.     

两原子与双模腔场喇曼相互作用(g1≠g2)的辐射谱

研究了两个有效双能级原子与双模腔场具有不同耦合常数(g₁≠g₂)时通过喇曼相互作用的辐射谱,详细讨论了双模腔场分别处于不同数态时的情形,发现其辐射谱具有如下新特点:当模1腔场处于真空态,模2腔场处于弱场中时,随着R=g₂/g₁的增加,辐射谱交替出现对称的10峰、6峰结构,与单模双原子情形相比较,更为灵敏地反映出两原子与腔场间不同的喇曼相互作用强度;当模1腔场处于真空态、模2腔场处于强场中时,0相似文献   

Collective cooling and self-organization of atoms in a cavity

We theoretically investigate the correlated dynamics of N coherently driven atoms coupled to a standing-wave cavity mode. For red detuning between the driving field and the cavity as well as the atomic resonance frequencies, we predict a light force induced self-organization of the atoms into one of two possible regular patterns, which maximize the cooperative scattering of light into the cavity field. Kinetic energy is extracted from the atoms by superradiant light scattering to reach a final kinetic energy related to the cavity linewidth. The self-organization starts only above a threshold of the pump strength and atom number. We find a quadratic dependence of the cavity mode intensity on the atom number, which demonstrates the cooperative effect.     

The Nonadiabatic Geometric Phase (AA Phase) in a Quantum System Composed of a Cavity Field Interacting with a Quantum Oscillating-mirror

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｇｅｏｍｅｔｒｉｃｐｈａｓｅｐｌａｙｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇｓｏｍｅｏｆｔｈｅｏｕｔｓｔａｎｄｉｎｇｅｎｉｇｍａｓｏｆｑｕａｎｔｕｍｍｅｃｈａｎｉｃｓ，ａｎｄｉｔｈａｓｐａｉｄｍｕ...     

腔镜倾斜对平面环形腔激光振荡模式的影响

从Fox-Li迭代法出发,用光学仿真软件GLAD实现了对平面环形腔的建模。利用此光学模型进行了腔镜倾斜对其本征模式影响的研究,给出了腔镜在两个方向不同倾斜角度下的谐振腔模式光强分布、光强峰值点位置及谐振腔损耗的变化。研究结果表明:腔镜倾斜使平面环形腔模式发生畸变,随着腔面倾斜加大,腔损耗增大,光强峰值点向镜边沿偏移,且腔镜在垂直于腔面方向上的倾斜对振荡模式的影响比腔镜在腔面内的倾斜对振荡模式的影响大。     

二维等离子体填充金属光子晶体腔体特性

设计了等离子体填充的二维金属光子晶体特殊开放腔体结构,并采用粒子模拟技术(PIC)建立了基于等离子体填充腔体结构物理模型,分析了等离子体填充下二维腔体的各模式场分布特性,以及等离子体的引入对腔体内各模式工作频率、电场幅值的影响。结果表明:腔体内各模式的电场强度随等离子体密度的增加而减弱,模式频率随背景等离子体归一化频率的提高而增加,工作模式的产生与激励方式密切相关。     

双共焦波导结构二次谐波太赫兹回旋管谐振腔设计

准光共焦波导具有功率容量大、模式密度低的特点,能够有效地减少模式竞争对回旋管互作用的影响,有利于高次谐波太赫兹回旋管的设计.为提高太赫兹准光回旋管的互作用效率,在共焦柱面波导的基础上,研究了一种新型高频互作用结构——双共焦波导结构,设计了一种330 GHz二次谐波双共焦结构回旋管谐振腔并对其进行了理论分析和粒子模拟.研究结果表明,双共焦谐振腔中的高阶模式能够与高次电子回旋谐波发生稳定的相互作用,并且没有模式竞争现象,具备工作在太赫兹波段的潜力.相比普通共焦波导谐振腔,双共焦谐振腔能够增强准光回旋管的注波互作用强度,提高回旋管的输出功率和工作效率.此外,结果还表明双共焦波导中的电磁波模式是一种由两个独立的共焦波导模式叠加而成的混合模式.利用这种混合模式有望实现太赫兹回旋管的单注双频工作,为新型太赫兹辐射源的研究提供了新的途径.     

Dynamics of the collective spontaneous emission of two three-level atoms in a cavity

Based on the master equation for the density matrix, the collective spontaneous emission of two A-type three-level atoms interacting with two modes of a quantum electromagnetic field in a finite-Q cavity is studied. The evolution of the emission intensity for each mode is found for the case where both atoms are initially in the excited state.