二项式光场与级联三能级原子在非旋波近似下相互作用的量子特性

利用全量子理论,在非旋波近似下,对与级联型三能级原子相互作用的二项式光场的光场压缩效应和原子布居几率进行了精确求解.讨论了二项式光场参量η对光场压缩效应的影响,同时也讨论了二项式态光场的最大光子数M对原子布居几率的影响.数值计算结果表明:随着二项式光场参量η的增大,光场压缩效应的持续时间先增大后减小.在非旋波近似下,由于虚光子的影响,光场压缩效应的演化曲线出现了"小锯齿状"的振荡;随着二项式光场的最大光子数M的增大,原子布居几率回复塌缩周期逐渐增大,并且原子布居几率在塌缩区不能完全塌缩,而是出现了"小锯齿状"的振荡.另外文中也讨论了非旋波项对系统量子特性的影响.     

非旋波近似下双光子Jaynes—Cummings模型的量子特性

在非旋波近似下对双光子Jaynes-Cummings(J-C)模型与单模相干态光场相互作用的量子特性进行了精确求解。对双光子J-C模型与单光子J-C模型量子纠缠和原子布居数反转的演化特点进行了对比,讨论了平均光子数、光场与原子之间的耦合强度以及失谐对量子纠缠以及原子布居数反转的影响,数值计算的结果表明,随着光场与原子之间耦合强度的增大,量子纠缠的周期性逐渐消失,随着平均光子数的增加,纠缠达到较稳定的最大值所需时间逐渐增大。无论耦合强度、平均光子数还是失谐的增大,由非旋波项产生的虚光子效应逐渐增强,量子纠缠演化曲线和原子布居数反转的塌缩区出现小锯齿状振荡。     

精确求解与Λ型原子作用二项式光场的量子特性

在非旋波近似下,对二项式光场与Λ型三能级原子相互作用的量子特性进行了精确求解。讨论了二项式光场系数以及初始时刻原子能级的叠加对二阶相干度和光场压缩特性的影响。数值计算的结果表明,随着光场系数的增大,反聚束效应持续时间逐渐增大,初始时刻原子能级的叠加导致光场聚束效应持续时间增大。无论初始时刻原子能级是否叠加,随着光场系数的增大,光场压缩效应持续时间均先增大后减小。由于非旋波项产生的虚光子效应,二阶相干度和光场压缩效应演化曲线出现小锯齿状振荡。     

V型三能级原子双模光场系统中的量子特性

研究了双模相干态光场与V型原子相互作用的量子系统,并在非旋波近似下对量子系统的布居概率和量子纠缠进行了精确求解。讨论了平均光子数■以及原子初始状态能级叠加对布局概率和量子纠缠的影响,分析了非旋波项跃迁对量子系统动力学特点产生影响的原因。结果表明:随着■的增大布居概率和量子纠缠演化周期逐渐增大。布居概率塌缩区对应系统纠缠度较小,布居概率回复区对应系统纠缠度较大。原子处于叠加态时,量子纠缠初始值和平均值会降低。非旋波项的跃迁使布居概率和纠缠演化曲线出现锯齿状振荡。     

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     

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。     

高Q Kerr介质腔中二项式光场与原子相互作用

应用全量子理论研究了在高Q Kerr介质腔中, 二能级原子与二项式光场相互作用系统中原子行为和光场的量子特性. 采用数值计算的方法, 详细讨论了光场参量和Kerr效应对原子布居反转和平均光子数的影响.研究发现当二项式光场处在中间态时, 在考虑Kerr效应的条件下,原子布居振荡加剧, 回复时间变短, 系统内平均光子数减少.     

虚光场对双模压缩真空场与原子相互作用系统中光子统计性质的影响

研究了非旋波近似下双模压缩真空场与二能级原子相互作用系统中光子的统计性质,着重讨论了虚光场效应对光子统计性质的影响.数值计算结果表明,虚光场对光子统计性质的影响主要表现为量子噪声,量子噪声的大小依赖于光场的初始压缩因子和原子的初始状态,且与原子光场耦合强度有关. 关键词： 非旋波近似 双模压缩真空场 二能级原子 光子统计性质     

虚光场对双模压缩真空场中原子量子特性的影响

应用全量子理论,研究了非旋波近似下与双模压缩真空场相互作用的二能级原子算符的时间演化规律和偶极压缩性质,数值计算结果表明,虚光场效应主要表现为物理过程中的量子噪声,这种量子噪声的大小与光场的初始压缩参量和原子的初始状态以及系统的耦合强度等因素密切相关. 关键词： 虚光场 双模压缩真空场 二能级原子 粒子数布居 原子偶极压缩     

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。     

虚光场对玻色-爱因斯坦凝聚体与二项式光场相互作用系统中光场压缩性质的影响

在二项式光场和二能级原子玻色-爱因斯坦凝聚体相互作用系统中, 应用全量子理论, 分别在旋波近似和非旋波近似下, 研究了光场的压缩特性以及原子本征频率、原子-光场的耦合系数、光场参数以及虚光场对系统光场压缩特性的影响. 研究表明, 光场的两个正交分量均被周期性压缩, 光场压缩持续时间与原子的本征频率有关, 压缩深度与二项式光场概率分布参数和虚光场有关, 光场与原子的耦合系数决定了光场涨落的崩塌-回复频率. 关键词： 量子光学 玻色-爱因斯坦凝聚 虚光场 光场压缩     

Influence of the virtual photon field on the squeezing properties of atom laser

This paper investigates the squeezing properties of an atom laser without rotating-wave approximation in the system of a binomial states field interacting with a two-level atomic Bose--Einstein condensate. It discusses the influences of atomic eigenfrequency, the interaction intensity between the optical field and atoms,parameter of the binomial states field and virtual photon field on the squeezing properties. The results show that two quadrature components of an atom laser can be squeezed periodically. The duration and the degree of squeezing an atom laser have something to do with the atomic eigenfrequency and the parameter of the binomial states field, respectively. The collapse and revival frequency of atom laser fluctuation depends on the interaction intensity between the optical field and atoms. The effect of the virtual photon field deepens the depth of squeezing an atom laser.     

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。     

压缩态光场变耦合系数双光子J-C模型性质

讨论了初始光场为压缩态、原子-光场耦合系数随时间变化情形下双光子过程J-C模型的量子统计性质。具体研究了双光子过程中原子布居数反转、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快慢对这些性质的影响。研究结果表明,初始光场的压缩系数增大,崩塌和回复的频率增大,回复值减小。当原子-光场耦合系数变化缓慢时,崩塌和回复现象被延迟。而光场逐渐失去压缩性质;而当耦合系数变化较快时,崩塌和回复现象被加速,而光场压缩量将产生振荡,压缩效应将反复出现。     

薛定谔猫态光场与二能级原子相互作用系统的量子特性

在非旋波近似下,通过采用相干态正交化展开的方法,研究了薛定谔猫态光场与二能级原子相互作用系统中,原子的布局数和光场的反聚束效应,并与旋波近似下的结果进行了对比.在旋波近似与非旋波近似下,讨论了初始光场强度、相干态间的相位角以及失谐量对原子布局数和光场反聚束效应的影响;在非旋波近似下,讨论了强弱耦合情况下光场的反聚束效应.研究结果表明:旋波近似与非旋波近似下,原子的布局数随着初始光场强度的不同,表现出不同的特性;当初始光场强度较小时,旋波近似与非旋波近似下,原子的布局数表现出相同的特性;随着初始光场强度的增大,旋波近似下,原子的布局数将表现出坍塌现象.耦合强度较大时,光场的聚束与反聚束效应在非旋波近似与旋波近似下有较大的区别;非旋波近似下,随着初始光场强度的增大,光场一直处于聚束效应状态;而旋波近似下,光场的聚束效应与反聚束效应交替出现.     

与二项式光场相互作用的运动原子熵压缩

运用量子信息熵理论,研究了二项式光场与运动二能级原子相互作用过程中运动原子的信息熵压缩。讨论了不同的原子初态和场的有关参数对原子信息熵压缩的影响。结果表明：选择原子初态、场模结构、场调节参数及原子运动速度可以调控原子信息熵的压缩方向、偶极矩分量值和压缩周期;适当的选择参数可得到持续性的原子信息熵压缩。     

Revival‐collapse phenomenon in the quadrature squeezing of the multiphoton Jaynes‐Cummings model with the binomial states

In this paper we study the interaction between a two‐level atom and a quantized single‐mode field, namely, the Jaynes‐Cummings model (JCM). The field and the atom are initially prepared in the binomial state and the excited atomic state, respectively. For this system we prove that the revival‐collapse phenomenon exhibited in the atomic inversion of the standard JCM can be numerically (naturally) manifested in the evolution of the squeezing factor of the three‐photon (standard) JCM provided that the initial photon‐number distribution of the radiation field has a smooth envelope.