非旋波近似下频率变化的场与原子的相互作用

研究了非旋波近似下频率随时间变化的相干态光场与二能级原子的相互作用，主要讨论了光场频率随时间作正弦和方波变化两种典型情况下，原子布居数反转随时间的演化特性. 当光场频率随时间作正弦变化时，原子布居数反转的崩塌-回复过程和由虚光子过程引起的快速振荡均会受到影响. 当光场频率随时间以方波形式变化时，脉冲调制不仅在原子布居数反转随时间演化过程中诱导出新的崩塌-回复过程，而且可以引起虚光子快速振荡的突变. 关键词： Jaynes-Cummings模型 非旋波近似 原子布居数反转     

频率变化的压缩态光场与原子的相互作用

研究了频率随时间变化的压缩态光场与二能级原子的相互作用，主要讨论了光场频率随时间作正弦调制和脉冲调制两种典型情况下原子布居数反转随时间的演化特性.当光场频率随时间作正弦调制时，不仅光场频率调制，而且压缩态的压缩系数和压缩相位均对原子布居数反转的崩塌-回复过程有影响.当光场频率随时间作脉冲调制时，脉冲调制的突变使各拉比振荡之间的相干性发生改变，并在原子布居数反转随时间演化过程中诱导出新的崩塌-回复过程，尤其在脉冲出现的区间内，原子布居数反转表现出持续的小幅快速振荡，这与压缩态的压缩系数无关. 关键词： Jaynes-Cummings模型 压缩态 原子布居数反转     

变频率压缩态光场与原子的相互作用

研究了频率随时间变化的压缩态光场与二能级原子的相互作用，主要讨论了光场频率随时间作正弦调制和脉冲调制两种典型情况下，原子布居数反转随时间的演化特性。当光场频率随时间作正弦调制时，不仅光场频率调制，而且压缩态的压缩系数和压缩相位均对原子布居数反转的崩塌—回复过程有影响。当光场频率随时间作脉冲调制时，在原子布居数反转随时间演化过程中诱导出新的崩塌—回复过程，尤其在脉冲出现的区间内，原子布居数反转表现出持续的小幅快速振荡，这与压缩态的压缩系数无关。     

变频率光场与二能级原子的相互作用：双光子过程

研究了二能级原子与单模电磁场相互作用时的双光子过程,主要考虑了在相干态初始条件下场频率发生变化时的情况,讨论了场频率随时间作正弦缓慢变化对原子布居数反转、光场压缩与原子压缩等特性的影响.结果显示,场频率的改变将使得原子布居数反转的崩塌回复周期增大,回复值减小,而光场及原子压缩效应减弱. 关键词： 布居数反转 光场压缩 原子压缩 双光子过程     

非旋波近似下二能级原子与频率变化光场作用的量子特性

在非旋波近似下,研究了频率随时间变化的相干态光场与二能级原子的相互作用,讨论了光场频率随时间作正弦和方波变化时,原子布居数反转随时间的演化特性。数值计算结果表明,当光场频率不随时间变化时,原子布居数反转的周期随着平均光子数的增大而增大;当光场频率随时间作正弦变化时,原子布居数反转塌缩回复的周期和振幅受到了很大影响,光场频率对演化曲线的振荡频率起到了调制作用;当光场频率随时间作方波变化时,原子布居数反转塌缩回复的周期发生了改变,而且出现了新的塌缩回复现象。     

压缩态初始光场下变耦合系数的Jaynes-Cummings模型

讨论了初始光场为压缩态而且原子一场耦合系数随时间线性变化情形下的Jaynes—Cummings模型。具体研究了原子布居数反转、光场的压缩等随时间的演化性质,讨论了初始光场的压缩系数、压缩相位及耦合系数变化的快慢对这些性质的影响。结果表明,随着光场压缩系数的增大,原子布居数反转的崩塌—回复现象的频率加快,回复值减小,且场中不再出现压缩性。当耦合系数变化较快时会加速崩塌—回复现象。压缩相位增大时,则会减缓崩塌—回复现象的频率,并使回复值减小。     

存在内禀退相干时二项式光场中原子的布居数反转

在Milburn内禀退相干模型下,研究了二项式光场与二能级原子相互作用系统中原子的布居数反转,分析了内禀退相干,二项式光场系数和场的最大光子数对原子布居数反转的影响.结果表明,存在内禀退相干时,原子布居数反转出现明显的崩塌-回复现象,随着时间的演化,Rabi振荡的包络值将很快的崩塌到零,并且随着内禀退相干因子的减小,衰减加剧;当内禀退相干因子不变时,二项式光场从相干态过渡到中间态,以及由中间态到数态过程中,原子布居数反转出现明显的崩塌-回复现象,而且Rabi振荡的频率会明显加快;当二项式光场的最大光子数增大时,原子布居差的崩塌-回复现象就会逐渐消失.     

一种广义的J-C模型:相互作用场频率随时间变化

J-C模型描述了二能级原子与单模电磁场的相互作用.在研究光与物质相互作用问题中,J-C模型在理论和实验方面均受到了广泛的关注.在本工作中,我们考虑了一种广义的J-C模型,即相互作用光场频率随时间以正弦形式作小量变化的情形.通过数值求解相互作用系统的运动方程,研究了频率变化对原子布居数反转性质、相互作用场的压缩性质、关联性质以及原子的压缩性质的影响.例如:布居数反转的崩塌回复现象将减慢、光场的二级关联出现准周期性的震荡,而光场的压缩性质随时间的演化也明显不同于标准J-C模型的情况.同时,我们对这些新的现象作了定性的分析.     

非阿贝尔腔量子电动力学模型下偏振光场的影响

通过使用场正交算符,而不是传统的玻色算符,研究了非阿贝尔腔量子电动力学(QED)模型中原子和偏振光场的相互作用。讨论了初始双模偏振光场对于原子布居数反转以及偏振光场的压缩特性的影响。结果表明,原子布居数反转的演化不仅与偏振椭圆的相位角有关,也与偏振椭圆的椭率角有关;只有当偏振椭圆是右旋圆偏振光时,原子布居数反转随时间的演化基本不变,趋近于初始值0,而当偏振椭圆是左旋圆偏振光时,原子布居数反转随时间的演化呈现周期性的崩塌复苏变化。另外,当初始光场是左旋圆偏振光时,光场可以出现周期性的压缩;而当初始光场是右旋圆偏振光时,光场的压缩不会持续出现。     

多光子过程中相位退相干时两原子布局数反转

利用全量子理论的方法,研究了存在相位退相干时多光子T-C模型中两个二能级原子与二项式光场相互作用系统中两原子的布居数反转。讨论了相位退相干系数、二项式光场系数、最大光子数、跃迁光子数对原子布居数反转的影响。结果表明：相位退相干减少了原子布居数反转的振幅、破坏了原子的量子特性。改变跃迁光子数,可以改变原子间布居数反转演化周期及演化强度。当二项式光场的最大光子数增大时,原子布居差的崩塌-回复现象就会逐渐消失。相位退相干因子不变时, 二项式光场从相干态过渡到数态过程中,原子布居的振荡频率由大变小,周期性的崩塌与回复现象逐渐消失。     

Controlling nonclassical properties of the two-photon process by a time-varying field

The interactions between a two-level atom and a field via two-photon transition without rotating wave approximation have been investigated. We emphasize the dynamic behaviors of the atomic population inversion, the field squeezing, and the atomic dipole squeezing numerically when the field frequency varies with time in the forms of sine and rectangle. Some interesting phenomena are discovered and discussed. The good periodic character of the atomic population inversion in the standard two-photon Jaynes--Cummings model is weakened by the influence of the sine field frequency modulation. The rectangular field frequency modulation can change the correlation among different oscillations suddenly and induce new collapse-revival processes of the atomic population inversion. The field squeezing increases at the beginning of time, but then decreases and loses as the time increases after it reaches the maximum due to the sine modulation. The effects of the rectangular modulation on the field squeezing depend mostly on the appearance time of the modulation. The atomic dipole squeezing is weakened under the influence of the sine or rectangular modulation. Our results indicate that it is possible to perform the dynamic controlling of the system properties by changing the parameters of the system with time. This implies that one can dynamically control a quantum information process by choosing the system modulation properly.     

非旋波近似下频率变化的光场对原子布居反转的调控

利用相干态正交化展开方法,在非旋波近似下研究了原子的布居反转随时间的演化情况.数值计算的结果表明了,场频以及耦合强度不随时间变化时,布居反转的周期随着平均光子数的增加而增大,虚光子效应引起的快速振荡随耦合强度的增大而逐渐增大.当光场随时间做正弦调制时,光场的振幅α和角频率β对布居反转的演化都会产生很大影响.光场随时间做方波形式变化,会导致原子布居反转出现新的塌缩回复现象.无论是正弦调制还是方波调制,都会对由虚光子效应产生的小锯齿状的振荡产生影响. 关键词： 相干态正交化展开 非旋波近似 原子布居数反转     

Interactions of a two-level atom and a field with a time-varying frequency without rotating-wave approximation

The interactions between a two-level atom and a field with a time-varying frequency without rotating-wave approximation have been investigated. The frequency of the field varies in the form of rectangle. The dynamic behaviors of the atomic population inversion, photon anti-bunching and atomic dipole squeezing are investigated numerically as function of time. A number of novel phenomena are discovered and discussed.     

Sideband manipulation of population inversion in a three-level Λ atomic system

Sideband manipulation of population inversion in a three-level A atomic configuration is investigated theoretically. Compared with the case of a nearly monochromatic field, a population inversion between an excited state and a ground state has been found in a wide sideband intensity range by increasing the difference in frequency between three components. Furthermore, the population inversion can be controlled by the sum of the relative phases of the sideband components of the trichromatic pump field with respective to the phase of the central component. Changing the sum phase from 0 to π, the population inversion between the excited state and the ground state can increase within nearly half of the sideband intensity range. At the same time, the sideband intensity range that corresponds to the system exhibiting inversion ρ00 〉 ρ11 also becomes wider evidently.     

Coherence and Decoherence Effects on Lasing with o without Population Inversion in a Four-level Atomic System

ＣｏｈｅｒｅｎｃｅａｎｄＤｅｃｏｈｅｒｅｎｃｅＥｆｅｃｔｓｏｎＬａｓｉｎｇｗｉｔｈｏｒｗｉｔｈｏｕｔＰｏｐｕｌａｔｉｏｎＩｎｖｅｒｓｉｏｎｉｎａＦｏｕｒｌｅｖｅｌＡｔｏｍｉｃＳｙｓｔｅｍＧＯＮＧＳｈａｎｇｑｉｎｇＤＵＳｉｄｅＬＩＹｕａｎＸＵＺｈｉ...     

频率变化的光场对双J-C模型中原子-原子纠缠的调控

本文研究了频率随时间变化的光场对双J-C模型中原子--原子纠缠的动力学调控, 主要讨论了光场频率随时间作正弦变化和脉冲变化两种典型情况下, 原子--原子纠缠度随时间的演化特性. 当光场频率随时间作正弦变化时, 原子--原子纠缠度演化的周期、振幅与光场频率调制的振幅有关, 并随着调制振幅的增强而减小. 光场频率的正弦调制和脉冲调制均能使光场与原子的相互作用模式在共振和非共振之间发生变化, 直接影响原子--原子纠缠度的演化规律. 通过光场频率的调制可以实现原子--原子纠缠度的提高与稳定, 避免ESD现象的出现, 从而达到动态调控原子--原子纠缠的目的.     

The effect of the counter-rotating terms on the Rabi oscillations and squeezing in the Dicke model with cavity losses

The effect of the counter-rotating terms in the Dicke model with cavity losses is examined. Numerical results for the time evolutions of the atomic population inversion, dipole moment, mean-photon number and atomic and field squeezing parameters for an initial coherent field are presented for various numbers of atoms and different cavity dampings. As a consequence of the counter-rotating terms, the appearance of new steady states for atomic population inversion and the mean-photon number is pointed out.