飞秒激光控制的量子分子动力学研究——多维三能级系统

结合MCTDH方法和优化控制理论，以具有三个电子能级，三个振动自由度的吡嗪分子为例，模拟了优化飞秒激光作用下的量子分子动力学过程. 在对多维两能级系统的优化控制模拟的基础上，以三能级中的两个激发态为目标态，考虑了不同的目标态对多维系统量子动力学过程的影响. 关键词： 飞秒激光控制 MCTDH 方法 量子分子动力学     

PTCDA分子基态的飞秒激光控制研究

将优化控制理论和多组态含时Hartree（MCTDH）方法相结合,建立了适合于MCTDH方法的计算具有平面结构的PTCDA分子的多自由度振动量子模型,研究了在PTCDA分子激发后从分子激发态回落至分子基态的动力学过程.在理论上分析了约化目标态产生率与激发脉冲、分子的演变时间及优化场的有效能量之间的关系,对分子在各个振动坐标下波函数的振动分布做了分析与比较.研究发现,增加分子的回落演变时间在提高目标态产生率的同时可以使优化激光控制场的强度降低,这为实验上用低能量激光最大程度地实现目标态提供了有效手段. 关键词： PTCDA 多组态含时Hartree方法 飞秒激光控制     

异质结中桥分子电子转移的飞秒激光控制研究

以染料分子通过桥分子吸附在半导体表面所组成的异质结为研究对象, 用一维约化振动模型研究了异质结中桥分子电子转移的飞秒激光优化控制过程,分别对单个桥分子和两个并列桥分子连接的异质结系统的电子传输及飞秒激光控制做了仔细的计算和讨论,理论上分析了桥分子的存在对异质结中超快电子转移路径的影响. 关键词： 飞秒激光 优化控制 异质结电子转移     

两个二能级原子与辐射场的量子动力学性质

用完全量子化方法研究两个二能级原子与腔场相互作用过程中，原子能级占居几率与辐射场的量子动力学性质，讨论了原子间耦合及激光发场对上述性质的影响，揭示了原子耦合与原子－场相互作用之间的联系。     

化学反应飞秒相干动力学与激光相干控制——1999年诺贝尔化学奖介绍

文章主要介绍了１９９９ 年诺贝尔化学奖得主艾哈默德·泽维尔（Ａｈｍｅｄ．Ｈ．Ｚｅｗａｉｌ） 教授的获奖工作———用飞秒技术和飞秒光谱的方法研究化学反应飞秒相干动力学,叙述了它们的原理、方法和应用,并简要介绍了其获奖背景、重要意义、相关研究及应用展望．     

化学反应飞秒相干动力学与激光相干控制——1999年诺贝尔化学奖介绍

文章主要介绍了１９９９年诺贝尔化学奖得主艾哈默德·泽维尔（Ａｈｍｅｄ．Ｈ．Ｚｅｗａｉｌ）教授的获奖工作———用飞秒技术和飞秒光谱的方法研究化学反应飞秒相干动力学,叙述了它们的原理、方法和应用,并简要介绍了其获奖背景、重要意义、相关研究及应用展望．     

用激光-二能级原子系统实现一位通用量子逻辑门

使用代数动力学方法，对激光-二能级原子系统的含时薛定谔方程进行求解.该系统哈密顿量具有SU(2)代数结构，得到了严格解.基于严格解，适当调节单模激光场的频率和振幅以及短脉冲激光与二能级原子的二阶虚光子作用强度，可实现一位通用量子逻辑门. 关键词： 代数动力学 激光-二能级原子系统 一位量子逻辑门     

正常金属-分子量子点-超导耦合系统的介观输运研究

运用非平衡格林函数理论、正则变换以及BCS平均场理论研究了正常金属-分子量子点-超导耦合系统（N-MQD-S）的介观输运,得到了系统的电流公式并选择适当的参数进行了数值计算。数值计算结果表明：电声子耦合强度 与线宽函数 对系统的输运行为有较大影响。当 增大时,由声子辅助隧穿所产生的共振峰将高于分子量子点自身能级产生的共振峰;当线宽函数 增大时,在Andreev反射共振峰的两侧将出现新的边峰。     

正常金属-分子量子点-超导耦合系统的介观输运研究

运用非平衡格林函数理论、正则变换以及BCS平均场理论研究了正常金属-分子量子点-超导耦合系统（N-MQD-S）的介观输运,得到了系统的电流公式并选择适当的参数进行了数值计算。数值计算结果表明：电声子耦合强度 与线宽函数 对系统的输运行为有较大影响。当 增大时,由声子辅助隧穿所产生的共振峰将高于分子量子点自身能级产生的共振峰;当线宽函数 增大时,在Andreev反射共振峰的两侧将出现新的边峰。     

基态非简并聚合物中的极化子和双极化子的动力学(Ⅰ)--弱电场下研究

文中模拟了在基态非简并聚合物中的极化子和双极化子在弱电场中的运动,研究了在不同简并参数的系统中极化子和双极化子的动力学稳定性,发现在同一个系统中,双极化子比极化子的运动速度慢,晶格振荡小; 在简并参数大的系统中,极化子和双极化子的运动速度都变慢.极化子和双极化子在弱电场下都存在饱和速度,达到饱和速度后, 电场的能量发生了转换.     

二能级系统自发辐射的动力学抑制

研究了在二能级原子系统中有环境诱导的退相干的控制问题.通过对量子位系统施加适当的扰动可以减少由自发辐射引起的退相干.本文提出了一种新的基于频率位移技术和宇称反演技术的机制.这种机制可由两束均匀经典大失谐光场作用于原子来实现.通过应用这种机制,在存在自发辐射的情况下,可以有效地抑制退相干.     

相干光与混合态二能级原子相互作用的量子动力学

本文用数值、鞍,久法研究了混合态二能级原子与相干光场相互作用的量子动力学性质,得到了原子能级粒子数反转的新的量子效应。     

运用量子约束动力学对具有耗散的量子位的追踪控制

在有限温度环境内，量子约束动力学及其追踪控制可使退相干系统的相干性稳定一段时间.约束方程产生的控制场能够按量子比特的动力学状态进行控制(量子动力学轨道的反馈控制)；依靠量子比特的这种反馈效应，可使量子位稳定在设定的时间内.同时，在量子位的稳定方面，温度扮演一种消极的角色. 关键词： 量子约束动力学 耗散量子位的控制 追踪控制 量子比特的反馈效应     

超快非均质电子转移的优化控制研究(Ⅰ)

本文用三能级的单振动模型,模拟了从二萘嵌苯到TiO2超快电子转移的动力学过程,发现在弱电子转移耦合下,电子在激光场的作用下激发至分子激发态转移然后到半导体导带,在强电子转移耦合下,电子直接由基态转移到半导体导带。在优化控制的理论模拟中以电子激发态的振动基态为目标态,考虑了不同注入位置条件下的电子转移的动力学过程,研究了优化激光场在给定时间内实现目标态的过程,由于从分子激发态到半导体的超快电子转移,只有当分子激发态能级与半导体导带底能级简并时,才能实现较高的目标态产生率。     

SU(3)线性非自治量子系统的代数动力学求解

利用代数动力学方法，得到了量子物理中十分重要的SU（3）线性非自治量子系统的严格解及其不变Cartan算子，并建立起量子解与经典解之间的对应关系．同时计算了周期系统的非绝热Berry相因子 关键词：     

SU(1,1)线性非自治量子系统的代数动力学求解

利用代数动力学方法得到了SU(1,1)线性非自治量子系统的精确解及其Cartan不变算子,并建立和澄清了量子解与经典解之间的对应关系.另外还讨论了周期系统的非绝热和绝热Berry相因子. 关键词：     

周期驱动的二能级系统中的准宇称-时间对称动力学

本文研究了一个周期驱动的非宇称-时间对称二能级量子系统的非厄米动力学.通过经典相空间分析方法,解出了该非厄米系统的Floquet态和准能谱,并解析构造了由该非厄米哈密顿量支配下的量子态的非幺正时间演化算符,给出了不同参数区域的量子态演化.本文数值和分析证明,该非宇称-时间对称二能级Floquet系统,类似于宇称-时间对称系统,存在一个准能谱从实数谱到复数谱的相变.本文还揭示了在量子态的动态演化中存在一种准宇称-时间对称动力学,即,该系统的粒子布居概率演化完全满足时间空间对称(宇称-时间对称),但是由于相位演化违反了宇称-时间对称性的要求,因此包含相位信息的量子态演化不满足时间空间对称(宇称-时间对称).这些结果加深了对非厄米物理的理解,拓展和推广了传统的宇称-时间对称概念.     

飞秒时间分辨质谱和光电子影像对分子激发态动力学的研究

分子量子态的研究,特别是分子激发态演化过程的研究不仅可以了解分子量子态的基本特性和量子态之间的相互作用,而且可以了解化学反应过程和反应通道间的相互作用.飞秒时间分辨质谱和光电子影像是将飞秒抽运-探测分别与飞行时间质谱和光电子影像相结合的超快谱学方法,为实现分子内部量子态探测,研究分子量子态相互作用及超快动力学过程提供了强有力的工具,可以在飞秒时间尺度下研究单分子反应过程中的光物理或光化学机理.本文详细介绍了飞秒时间分辨质谱和光电子影像的技术原理,并结合本课题组的工作,展示了这两种方法在量子态探测及相互作用研究领域,特别是激发态电子退相、波包演化、能量转移、分子光解动力学以及分子激发态结构动力学研究中的广泛应用.最后,对该技术的发展前景以及进一步的研究工作和方向进行了展望.     

优化铜蒸气激光的动力学强化机理研究

研究铜蒸气激光优化后可提高输出功率的激光动力学机理.结果表明,1)优化后储能电容和峰化电容减小,改善了激光头与LC放电电路的匹配,使馈入激光管的功率增加;2)管壁温度适当提高,使铜激光各能级粒子数密度增大;3)电脉冲期间电子温度上升前沿加快,电子密度明显提高 关键词： 铜蒸气激光 动力学强化 优化机理