双模腔场与一个V型三能级原子共振相互作用的量子统计性质

采用全量子理论和数值计算方法,研究了初始处于相干态的双模腔场与一个V型三能级原子共振相互作用的量子统计性质,讨论了在没有对原子进行态选择性测量、直接对原子进行态选择性测量和应用经典微波场并对原子进行态选择性测量的三种情况下,腔模平均光子数、耦合系数及相互作用时间对亚泊松统计、模间相干性、光子聚束反聚束效应和违背Cauchy-Schwarz不等式的影响。结果表明:对原子进行态选择性测量后,亚泊松统计特性明显地增强、模间反相关性明显地减弱、Cauchy-Schwarz不等式总是被违背;两个腔模平均光子数差比较大时,对原子进行态选择性测量后,a模腔场总是呈现反聚束效应。     

一种新的三模压缩真空态的量子特性

将三模压缩算符作用在三模真空态上构建三模压缩真空态。对三模中的两个模进行测量,讨论这种选择性测量对第三模的压缩效应、反聚束效应和光子统计分布的影响。研究结果表明:若测得第一和第二模场处于双模压缩态,那么第三个模场塌缩为单模压缩态,且其压缩效应得到增强;量子态测量可增强光子统计分布的非经典特性,但对第三模场的反聚束效应没有影响。     

选择原子测量对原子与光场耦合中场量子特性的影响

考虑两个初始处于纠缠态的Λ型三能级原子,将其中一原子注入双模腔中与光场发生共振相互作用的情况.采用数值计算方法,研究了对腔外原子的选择测量对双模光场的压缩效应和反聚束效应的影响.研究结果表明:采用选择原子测量方法,可实现光场压缩效应和反聚束效应的明显增强.     

双模光场与运动三能级原子作用系统的反聚束效应

采用求解Schrdinger方程和数值计算方法,研究了双模纠缠相干光场与运动V型三能级原子相互作用过程中的聚束和反聚束效应.结果表明:平均光子数变动不大,系统就会由聚束效应跃变为反聚束效应,关联程度最强;平均光子数取一定数值时,原子运动速度增大引起时间演化曲线显著上移,振荡周期变小,对系统的聚束和反聚束效应也有较强影响.当平均光子数较大时,原子初态和双模纠缠相干光场的纠缠度无任何影响;仅当平均光子数较小时,原子初态和双模纠缠相干光场的纠缠度变化引起曲线振荡幅度变化,位置发生小幅度移动,产生弱关联.     

Tavis-Cummings模型中原子运动时光场的非经典特性

用全量子理论研究了原子运动时双原子Tavis-Cummings模型中光场的非经典特性. 分析了原子的运动、光场的初态和谐振腔的腔模结构对光场的压缩和反聚束效应的影响. 关键词： Tavis-Cummings模型 原子运动 压缩 反聚束效应     

与非等同双原子相互作用下光场的量子特性

研究了具有不同偶极矩的两个原子与双模压缩真空场相互作用系统中光场的量子特性.讨论了两个原子与双模压缩真空场的相对耦合常数(R=g1/g2)和光场的初始压缩因子r对光场的压缩效应和光子的聚束与反聚束效应的影响.数值计算结果表明,光场量子涨落的震荡幅度、最大压缩深度、压缩时间及二阶相干度的震荡振幅与光场的初始压缩因子r的大小有关.两原子与双模光场的相对耦合常数R影响着光场量子涨落和二阶相干度的震荡规律,因而也影响着压缩时间、光场处于非经典态的时间及光子的反聚束程度,但对光场的压缩深度无明显影响.     

纠缠态与反聚束效应

纠缠和非经典效应是经典理论所不能解释的非经典现象，两者是否具有关系引起了人们的研究兴趣，已有的研究表明：纠缠和压缩存在着一定关系，有压缩时存在着纠缠，但有纠缠时不一定存在着压缩。但纠缠是否与反聚束效应有关还未研究。本文主要研究了两种形式的纠缠相干态，通过concurrence的方法计算它们的纠缠度、压缩效应和反聚束效应。通过数值计算可以发现一个有意思的现象：这两种形式的纠缠相干态，在适当的条件下，有压缩效应时，没有反聚束效应，有反聚束效应时，没有压缩效应，特别是第二种形式的纠缠相干态，纠缠的大小分别与压缩效应和反聚束效应的强弱存在着一一对应的关系。     

原子空间分布对光子反聚束效应的影响

在Ｒａｍａｎ－Ｎａｔｈ近似下，我们讨论了二能级原子波包与腔内驻波场的相互作用，数值积分结果表明，原子的波包宽度对光子反聚束效应有重要影响，波包宽度的增加易使光场表现为反聚束效应。     

克尔介质中双模纠缠相干光与贝尔态原子相互作用系统的光子统计特性

运用全量子理论并结合数值计算方法,研究了克尔介质腔中处于贝尔态的两个全同二能级纠缠原子与双模纠缠相干光场相互作用系统的光子统计特性。讨论了双原子体系的初态、初始光场的平均光子数、双模纠缠相干光场的纠缠程度以及克尔介质与双模光场的耦合强度对光子统计特性的影响。结果表明:忽略克尔介质的作用时,只有当双原子体系的初态为0β1〉或1β1〉时,在一定的条件下才可出现光子的反聚束效应,而当双原子体系的初态为β00〉、1β0〉时,光场在其演化过程中不出现光子的反聚束效应。而当考虑克尔介质的作用时,四种初态下光场演化过程中均有可能出现光子的反聚束效应。光子的反聚束效应出现的次数、时间和深度极其敏感地依赖于初始光场的平均光子数和克尔介质与双模光场的耦合强度,同时也受到双模纠缠光场的纠缠程度的影响。     

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     

速度调控的双原子纠缠

当光学腔中光场处于相干态,而原子处于运动中时,双原子的纠缠演化与光学腔场模结构相关联. 假如初始时刻原子的位置固定在腔中某一位置,双原子的纠缠演化将是无序的.然而,假如一开始双原子在光学腔相干态光场中处于运动状态,则双原子的纠缠随时间的变化将变得规则有序.如此,通过适当的选择双原子的速度和初始光场,就能对双原子的周期性纠缠进行控制,让纠缠在指定时刻出现.     

INFLUENCE OF ENTANGLEMENT DEGREE ON SQUEEZING AND PHOTON ANTIBUNCHING IN THE JAYNES-CUMMINGS MODEL

We consider the case that one of entangled atoms interacts with a single-mode cavity field. The atom is selectively detected after exiting the cavity, and it is found that the nonclassical properties of field states depend strongly on the entanglement degree between the two atoms. Meanwhile it is proven that squeezing of field and photon antibunching can be greatly enhanced via selective atomic measurements.     

腔量子电动力学系统中耦合三原子的纠缠特性

研究了三个全同二能级原子与单模腔相互作用系统中原子间的三体纠缠特性.考虑原子间存在相互耦合,并且腔场处于弱相干态的情况,通过数值计算给出了纠缠量的演化曲线,讨论了原子间耦合强度和弱相干场强度对三体纠缠的影响.研究结果表明:随弱相干场强度增强,原子间的三体纠缠增强;相反,随原子间耦合系数增大,原子间三体纠缠减弱.     

耦合双原子与单模场喇曼相互作用模型的腔场谱

研究了存在偶极-偶极相互作用的两个等同二能级原子与单模光场喇曼耦合过程的腔场谱.结果表明,当两原子处于同一能级时,腔场谱在弱场和强场条件下相应地为五峰和三峰结构.当两原子初态处于不同能级时,交换对称性对谱结构有明显的影响. 原子间的相互作用只在初始场很弱时才会影响谱结构.     

Generation of Maximally Entangled States of Two Nonidentical Atoms in Cavity QED

We have discussed the system which consists of two nonidentical two-level atoms trapped simultaneously in a large-detuned single-mode cavity field in this paper. The results show that it is possible to generate maximally entangled states for two nonidentical two-level atoms only if the cavity frequency and difference of two nonidentical atoms transition frequency are selected and the cavity-atom interacation time is controlled.     

用腔场QED技术实现量子信息转移

提出了一种量子信息转移方案,它是基于两个耦合的二能级原子同时与单模腔场发生大失谐相互作用实现的.通过控制腔场与双原子的相互作用时间,量子信息可以从一个原子转移到另一个原子,或从单模腔场转移到双原子纠缠态上,而包含在欲转移量子态上的信息被完全檫除. 关键词： 大失谐Jaynes Cummings模型 量子信息转移 偶极 偶极相互作用     

Generation of Maximally Entangled States of Two Nonidentical Atoms in Cavity QED

We have discussed the system which consists of two nonidentical two-level atoms trapped simultaneously in a large-detuned single-mode cavity field in this paper. The results show that it is possible to generate maximally entangled states for two nonidentical two-level atoms only if the cavity frequency and difference of two nonidentical atoms transition frequency are selected and the cavity-atom interacation time is controlled.     

Quantum Information Splitting Based on Current Cavity QED Techniques

We propose two schemes for quantum information splitting via W-class state. The first scheme is based on the interaction of single atom with single-mode field, while the second scheme is based on the simultaneous interaction of two atoms with single-mode cavity. For the first scheme, the difIiculty of two atoms required to be simultaneously sent through one cavity is avoid. For the second scheme, it is immune to thermal field. Both schemes are experimentally feasible based on current cavity QED techniques.     

三纠缠原子与双模腔场相互作用系统的纠缠演化特性

研究了初始处于GHZ态的三个两能级原子与双模腔场相互作用系统的纠缠动力学特性,得到了并发度和线性熵的解析表达式.讨论了腔场初始纠缠度对腔内两原子之间纠缠的影响,对其余子系统求迹后结果表明腔内两原子之间的纠缠出现突然产生现象,腔内两原子之间产生纠缠的阈值时间和最大值依赖于双模腔场初始纠缠度;并且发现腔内两原子子系统和腔外原子与场子系统之间在整个的时间演化过程中一直保持着纠缠状态.     

利用大失谐腔场中的两个原子实现量子相位门

本文讨论同时囚禁于单模、大失谐腔场中两个不同原子构成的系统,结论指出:只要仔细选择两不同原子的跃迁频率差、原子与腔场相互作用时间,可实现一个快速的量子相位门。这一方案不需要辅助的原子能级。