压缩真空库场中二能级原子的非简并双光子荧光谱

利用投影算符技巧从刘维方程出发导出了二能级原子约化密度算符主方程，研究了压缩真空库场中二能级原子的非简并双光子荧光谱特性.发现与真空库或热库中双光子荧光不同，在非简并双光子情况中存在一种新型振荡现象，它具有上下两个阈值，在上下阈值之间原子发生振荡，在两阈值之外原子将不发生振荡.在两阈值之间原子的非简并双光子荧光谱呈现正峰结构，在两阈值之外双光子荧光谱具有负的峰结构.光谱形状强烈地依赖于双光子自然线宽，但光谱是非相敏性的，这是未曾预料到的. 关键词：     

压缩真空态光场中二能级原子的简并双光子荧光谱

利用原子约化密度算符主方程的方法研究了多模压缩真空态光场中二能级原子的双光子荧光谱，我们发现存在一种Ｒａｂｉ振荡阈值，在阈值之下原子的简并双光子荧光谱呈现洛仑兹线型单峰结构，在阈值之上具有三峰结构，其三峰的线宽和峰高均呈现很强的相敏性，中峰线宽可小于热光场中的线宽，但大于真空场中双光子的自然线宽，两边峰的线宽随压缩光的强度增大而增宽，边峰到中峰的距离也依赖于压缩真空态光场的压缩特征。     

光子增加混沌场的退相干和非经典效应

将产生算符作用在混沌场上,构造了光子增加混沌场.利用有序算符内的积分技术和热纠缠态表象求解密度矩阵主方程的方法,研究了振幅衰减模型中光子增加混沌场的退相干和非经典效应.通过解振幅衰减模型中的密度算符的主方程,得到了初态为光子增加混沌场的密度算符的演化公式.计算了终态密度算符的P表示和Wigner函数,并数值计算了耗散对其P表示和Wigner函数的影响.结果表明:随耗散时间的增长,光子增加混沌场的非经典效应减弱.另一方面,随光子增加数的增加,其非经典效应也减弱.     

简并双光子激光的光子统计

从原子和场模的密度算符的主方程出发,应用Haake和Lewenstein所发展的原子变量绝热消除的算符方法,导出了简并双光子激光光场Wigner函数的福克-普朗克(Fokker-Planck)方程及其稳态解.利用稳态解的高斯近似,求得了在不同泵浦强度下,光子统计的解析结果如数值结果,并与前人的结果作了比较.     

非旋波近似中两能级原子与热库相互作用时原子的消相干特性

两能级原子与外部环境（热库）相互作用时,采用非旋波近似,研究原子与热辐射场单光子和双光子作用过程,利用小系统与库耦合行为的量子理论,计算原子约化密度矩阵非对角元,分析原子状态的消相干特性。     

一维光子晶体中自发辐射的非马尔科夫过程

本文利用一维有限光子晶体的模函数展开场算符，确定光与物质相互作用的Hamilton量，从而得到两能级原子自发辐射衰减的动力学方程。未借助马尔科夫近似，我们用数值计算的方法直接求解了原子与场随时间演化的动力学方程，发现在自发辐射过程的最初几个光学周期的时间内，自发衰减速率随时间的变化存在一系列脉冲形状的峰。由于作用于原子的场是一维光子晶体中历经多重反射的场的相干迭加的结果，原子的衰减行为敏感地依赖于多重反射场在原子所在位置的干涉。这种干涉性质依赖于光子晶体的结构。改变光子晶体的结构，使原子的跃迁频率位于光子晶体的禁带中、导带中或缺陷模频率处，可使原子的自发辐射得到抑制或增强。     

简并多光子过程中两能级原子消相干性的消除

研究置于外部环境(热库)中的两能级原子消相干性的消除.在相互作用系统中通过外加驱动场的方法,得到简并多光子过程中两能级原子约化密度算符非对角元.当外加驱动场的演化规律满足一定的条件时,可使两能级原子的消相干被消除.     

Compton散射下超强激光等离子体中的坍塌

应用强场理论、多光子非线性Compton散射模型和场论方法,对非线性Compton散射对超强激光在等离子体中坍塌的影响进行了理论分析,提出了将入射超强激光和多光子非线性Compton散射光作为超强激光在等离子体中坍塌的新机制,通过构造超强激光非线性控制方程的拉格朗日密度函数,给出了激光包络尺度变化的修正方程。结果表明：多光子非线性Compton散射加剧了激光包络调制不稳定性的非线性发展及物质密度局部稀化形成密度空穴的进程,使横等离激元和局部场强迅速增强,从而导致初始均匀分布激光场的剧烈坍塌。     

压缩真空态光场中两能级原子的双光子荧光的反聚束效应

利用已得到的原子约化密度算符主方程，研究了两能级原子与宽带压缩真空态光场的双光子相互作用．通过求解双光子Bloch方程，利用量子回归定理，得到双光子荧光的二阶关联函数．在此基础上讨论了原子的双光子荧光的反聚束效应． 关键词：     

Compton散射下超强激光等离子体中的坍塌

应用强场理论、多光子非线性Compton散射模型和场论方法,对非线性Compton散射对超强激光在等离子体中坍塌的影响进行了理论分析,提出了将入射超强激光和多光子非线性Compton散射光作为超强激光在等离子体中坍塌的新机制,通过构造超强激光非线性控制方程的拉格朗日密度函数,给出了激光包络尺度变化的修正方程.结果表明:多光子非线性Compton散射加剧了激光包络调制不稳定性的非线性发展及物质密度局部稀化形成密度空穴的进程,使横等离激元和局部场强迅速增强,从而导致初始均匀分布激光场的剧烈坍塌.     

消除简并双光子过程中二能级原子的消相干性

研究了置于外部环境(热库)中的二能级原子在外加驱动场时原子的消相干问题.得到简并双光子过程中原子约化密度算符非对角元.在二能级原子的消相干被消除的情况下,讨论外加驱动场的特性. 关键词： 简并双光子过程 二能级原子 消相干性     

结构库中二能级原子与自发辐射场间的纠缠演化

利用量子约化熵对比研究了真空、一维腔、各向同性以及各向异性光子晶体四种不同结构库中二能级原子与自发辐射场间的纠缠演化特性.研究表明,原子-光场纠缠的演化特性与原子所处结构库的模密度分布密切相关.在真空和一维腔中,模密度随频率连续变化,原子-光场纠缠将最终衰减至零.而在各向同性和各向异性光子晶体中,模密度中存在光子禁带,原子-光场纠缠能最终趋于稳态值.可以通过改变原子所处结构库的模密度来控制原子-光场纠缠的演化特性.     

全氟丙酮多光子解离过程中的红移现象

在全氟丙酮的多光子解离过程中观察到明显的红移现象。我们用能量间隔主方程进行拟合，实验结果与计算值符合良好。     

极化激元系统时间演化的量子涨落特性和非经典统计行为

将极化激元系统约化成模型单模光子-TO声子有效相互作用系统， 在此基础上以解析形式讨论了系统的力学量、压缩态、量子涨落特性以及亚泊松分布等非经典效应的动力学演化行为.结果表明，光子场与极化波量子场彼此交换能量过程随时间演化呈振荡性质，光子场和声子场都可以演化成压缩态，其二阶压缩度随时间演化成复杂周期振荡特性，这种非经典特性是非线性相互作用的结果并且以k₁项和k₂项同时存在并相互关联为前提.而此时光子和声子统计分布随时间演化呈现介于超Poison分布和亚Poison分布之间复杂周期振荡的新结果，非线性作用k₁项和k₂项对这种非经典统计行为都有贡献. 关键词： 极化激元系统动力学演化 单模光场-TO声子有效模型哈密顿量 量子涨落与压缩态 亚泊松分布     

激光三跃迁的量子统计

本文把Lamb激光量子理论用于处理三模激光,文中运用密度算符理论和微扰方法,获得了四能级均匀展宽原子系统中三模激光运转的主方程,并画出了几率流图。合理地考虑细致平衡原理,进而得到了定态运动方程。并就不同条件下运转情况、量子统计性质等进行了讨论。尤其对光子数分布进行了数值计算,得到了详细结果,并进行了比较。此外,考虑场密度算符的非对角元运动方程,求得激光线宽表达式,并就单模、双模和三模运转的情况进行了比较。     

光子带隙材料及亚波长微结构材料中等离子体共振导致的量子相干效应

我们对两类光学材料-光子晶体及左手材料中的量子相干效应进行了理论研究。光子带隙材料通常是指人工制作的具有光子通带和禁带的光学材料，它可以用来控制光场的传输及某些微观过程。光子晶体是典型的光子带隙材料，光子晶体的周期性结构导致其中的原子的量子光学性质与自由空间中明显不同，例如出现光局域化与原子自发辐射的抑制、光子-原子束缚态、二能级原子布居数囚禁等现象。最近的研究还表明心，特殊的态密度分布会导致感应透明现象，使得原子对与其共振的探测光场的吸收趋于零。这与电磁感应透明（EIT）类似，但不需要外加耦合场来建立相干。我们系统地研究了光子晶体特殊态密度产生的量子相干效应，包括三能级系统的感应透明、无反转增益、光速减慢等，及四能级系统的自发辐射和光开关效应，发现强的量子相干效应导致原子辐射与吸收性质产生多方面的改变。     

基于激光等离子体的光子加速

利用一维动量方程、连续性方程和泊松方程,导出了由于短脉冲激光入射到稀薄等离子体中 而引起的电子密度扰动,它与入射激光密切相关.而密度扰动的传播形成电子等离子体波(尾 波场).利用光学度规的方法,研究了与驱动激光脉冲入射相距一定空间距离入射的尾随激光 脉冲由于尾波场的作用引起的光子频率的增大.结果表明,在一定条件下,入射到尾波场中 的光子可以从尾波场中获得能量,在光子总数不变时,光子频率会增大,光子获得加速. 关键词： 电子密度扰动 光学度规 光子加速     

类Kerr介质中两能级原子与驱动场作用时的相干性

两能级原子被嵌制在一充满类Kerr介质的热库中,通过求解原子与外加驱动场相互作用时约化密度算符非对角元,研究简并双光子过程中原子在外界环境(类Kerr介质和热库)下的相干特性.结果表明:当原子的相干性被保持时,外加驱动场的时间演化与原子的跃迁频率、原子偶极矩和模平均光子数等因素有关.     

用缀饰原子法研究强激光场驱动下的共振荧光

本文用缀饰原子方法研究了单模激光场驱动下的两能级原子系统的共振荧光.通过在主方程中唯象地引入激光模的激发项补偿散射过程,使该模式中光子数减少.得到了主方程的定态解.并由此得到了共振荧光谱的强度分布及谱线形状.     

广义量子主方程:教程综述和最新进展（英文）

广义量子主方程(GQME)为模拟嵌入在量子环境中的开放量子体系的约化动力学提供了一种通用且严格的计算方法.开放量子体系的动力学在能量、电荷以及量子相干转移过程和光化学反应中至关重要.量子系统通常被定义为我们感兴趣的自由度,例如捕光分子的电子态或凝聚态体系中的特定振动模式.系统周围的环境也被称为热浴,必须考虑它对系统的影响.例如,广义量子主方程理论中用投影算符方法对其进行描述.本综述总结了广义量子主方程的两种标准形式,即时间卷积形式的Nakajima-Zwanzig GQME和无卷积形式的广义量子主方程.在更流行的NZ-GQME形式中,记忆核刻画了非马尔可夫和非微扰效应,给出了约化密度矩阵的精确量子动力学.总结了几种通过含有分子信息但无投影算符的时间关联函数作为输入信息,进而求解含投影算符的记忆核的方法.特别值得一提的是近期提出的NZ-GQME改进版方法,该方法是基于将哈密顿量划分为更通用的对角和非对角部分.上述系统相关的热浴时间关联函数可以通过数值精确或近似量子动力学方法计算.本文将有助于理解广义量子主方程的理论背景,并且展望通过GQME与量子计算技术的结合解决使用当今最先进的经典超级计算机无法解决的与量子动力学和量子信息相关的复杂问题.