非等同两原子与光场相互作用系统的腔场谱

研究了两个二能级原子与单模腔场具有不同耦合常量系统的腔场谱,讨论了量子化光场分别处于不同的光子数态时腔场谱结构随相对耦合常量R变化的新特性。发现随着R由0到1的增加,腔场谱各对应峰峰位相对腔场原共振频率ω0对称偏移;真空场（n=0）的峰高在0〈R〈0．3内变化较快,其拉比峰个数按2→6→4规律变化;弱场（n=1）峰高在0〈R〈0．5内变化较快,其峰数量按2→6→12→9→7规律变化;强场（n=8）峰高在0〈R〈0．1内改变迅速,其峰数量按2→8→11→5规律变化,谱结构显得更加复杂;进一步的计算表明,当n〉〉8时。其峰的数量按3→5→3规律变化。同时发现,R=0和R=1时,峰的数量相对较少。各峰峰高之和由最小单调增至最大,这在物理上反映了原子的协作效应。     

纠缠相干态光场驱动下∧-型三能级原子的辐射谱

采用时间演化算符方法,研究∧-型=三能级原子与纠缠相干态光场共振相互作用的辐射谱.给出了辐射谱一般公式,并讨论在纠缠相干态光场驱动下的辐射频谱结构.结果表明,无论下能级简并与否纠缠相干态光场平均光子数很小时均出现拉比分裂,且强度随双模光场纠缠程度的增加而增加.当两下能级简并时,若两模场的平均光子数较小,辐射谱呈现对称多峰结构,若两模场的平均光子数较大,辐射谱呈现对称五峰结构.当两下能级非简并时,若两模场的平均光子数较小,辐射谱呈现对称多峰结构.若两模场的平均光子数较大,辐射谱呈现对称十峰结构.纠缠相干光与非纠缠相干光辐射谱的本质差别有两点:一是双模光场强量子关联导致纠缠度越强拉比峰强度越高;二是存在纠缠时由于两模场相干性导致辐射谱呈现对称多峰结构.     

非等同两原子与相干态光场相互作用系统的腔场谱

研究了两个非等同二能级原子与单模相干态光场相互作用系统的腔场谱,讨论了相干态光场平均光子数(n)、非等同两原子与腔场间相对的耦合常数R=g2/g1分别取不同数值时腔场谱结构的新特性.发现随(n)和R的增加,腔场谱中内侧各峰升高并向共振频率ω0靠近,外侧各边峰逐渐降低并远离中心,形成以共振频率ω0为对称中心的多峰结构.在(n)＞＞1时,腔场谱中只出现经典共振峰.     

原子动量的量子测量

我们讨论了一个二能级原子与光场相互作用系统，在远离共振的情况下，当光子与原子之间的发生了动量交换时，通过对光场与原子之间纠缠态测量，得知原子的动量信息。     

级联三能级原子与单模场相互作用下的腔场谱

研究了高Q腔内级联三能级原子与单模光场相互作用模型的腔场谱.结果表明,原子初态处于上能级时，随R=g2/g1的增大,真空场的拉比峰个数按2→6→4→2→4的规律变化，在R1时，所有的拉比峰都消失.在初始场较弱时,腔场谱可出现3峰、5峰或7峰.在初始场很强时,腔场谱中只有单一的经典共振峰.如果原子初态处在中能级且R=1,腔场谱为简单的对称双峰结构，与标准J-C模型的谱相似. 关键词： 级联三能级原子 单模光场 腔场谱     

原子运动对与V型三能级原子作用的双模光场压缩效应的影响

应用全量子理论和数值分析的方法研究了在双模光场与运动的V型三能级原子相互作用过程中，原子运动对双模场压缩的影响。结果表明，当初始光场处于非关联双模相干态时，只有光场的第一正交分量被压缩，压缩程度随着原子运动与场模结构参数的增大而增大。另一方面，当初始光场处于双模压缩真空态时，主要是光场的第二正交分量被压缩，并且通过适当选择原子运动与场模结构参数，能够获得稳定的压缩光。     

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     

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.     

高QKerr介质腔中光场相位自调制效应对原子布居的影响

研究了高Q kerr介质腔中的二能级原子与双模光场相互作用系统中,光场的相位自调制效应对原子布居的影响. 研究发现随着相位自调制强度的增加, 原子与光场的耦合减弱,并证明光场相位自调制强度与光场的各模有关. 同时分析讨论了光子数对原子布居的影响.     

双频场作用下三能级原子的动力学行为

求得双频场作用下串接型三能级原子系统哈密顿量的本征函数和本征值.从而给出任意初始原子态和任意偏调情况下,原子系统随时间的演化公式.研究了能级布居数和原子极化与光强的关系.揭示了原子初始条件和光场相对相位对原子动力学行为的影响.在相对相位为π时,原子场耦合最小,在特殊情况下为零.     

原子质心运动对Λ型三能级原子动力学行为的影响

研究了由单模腔场驱动的质心做谐振运动的Λ型三能级原子系统,考察了腔场、原子内态及其质心运动线性熵的演化特征,结果表明原子质心运动不仅影响腔场与原子内态线性熵的演化规律而且能够有效地改变两者的关系. 关键词： 原子质心运动 Λ型三能级原子 线性熵     

Cavity QED with quantized center of mass motion

We investigate the quantum fluctuations of a single atom in a weakly driven cavity, where the center of mass motion of the atom is quantized in one dimension. We present analytic results for the second order intensity correlation function g((2))(tau) and the intensity-field correlation function h(theta)(tau), for transmitted light in the weak driving field limit. We find that the coupling of the center of mass motion to the intracavity field mode can be deleterious to nonclassical effects in photon statistics and field-intensity correlations, and compare the use of trapped atoms in a cavity to atomic beams.     

原子质心运动的量子效应对光场量子噪声压缩的影响

考虑JaynesCummings模型中与光场相互作用的原子为超冷原子,讨论了原子质心运动的量子效应对光场两正交分量量子噪声压缩的影响,结果表明,在JaynesCummings模型中,原子质心运动的量子效应增加光场两正交分量的量子噪声,使其压缩效应消失 关键词： 超冷原子 质心运动的量子效应 光场量子噪声压缩     

原子质心运动和场模结构对场相位动力学的影响

运用Ｐｉｇｇ－Ｂａｒｎｅｔｔ的厄米相位公式,研究了Ｊ－Ｃ模型中原子质心运动和场模结构对场相位动力学的影响。在未考虑原子质心动力和考虑原子质心运动两种情况下,分别给出了场相位概率分布和相位涨落随时间的变化规律,并比较了两种情况下的场相位动力学,结果表明：原子质心动力导致场相位动力学的周期性演化,场模结构参数决定其周期的大小。     

Quantum theory of resonance fluorescence with recoil effects

A quantum statistical theory of resonance fluorescence, which is valid to all orders in the interaction with the laser field and which takes the recoil into account by explicit quantization of the center of mass motion, is presented. The recoil shifts are calculated both in the limit of weak and strong fields. In the limit of strong fields and when the laser field is at resonance with the atomic frequency, the theory predicts essentially a symmetric spectrum, centered at the recoil shifted frequency.     

利用高阶拉盖尔-高斯横模精确测量法布里-珀罗腔内原子的运动轨迹

研究了冷原子与法布里-珀罗腔内拉盖尔-高斯横模强耦合相互作用体系的透射光谱, 分析了透射光谱与原子在腔中运动轨迹的关系. 结果表明, 与厄米特-高斯横模相比, 拉盖尔-高斯横模的腔场与原子的最大耦合系数几乎不随阶数的增加而变化, 使得探测光谱的对比度受模式阶数的影响较小. 在拉盖尔-高斯横模场分布的圆环边缘附近, 原子运动轨迹的微小偏移会引起透射光谱的很大变化, 因此在这些位置可以实现原子运动轨迹的高精度探测.     

Signatures of nonlocality in the first-order coherence of scattered light

The spatial coherence of an atomic wavepacket can be detected in scattered photons, even when the center-of-mass motion is in the quantum coherent superposition of two distant, nonoverlapping wavepackets. Spatial coherence manifests itself in the power spectrum of the emitted photons, whose spectral components can exhibit interference fringes as a function of the emission angle. The contrast and the phase of this interference pattern provide information about the quantum state of the center of mass of the scattering atom.     

Induced magnetic monopole from trapped Λ-type atom

We investigate the spatial motion of the trapped atom with the electromagnetically induced transparency (EIT) configuration where the two Rabi transitions are coupled to two classical light fields respectively with the same detuning. When the internal degrees of freedom can be decoupled adiabatically from the spatial motion of the center of mass via the Born-Oppenheimer approximation, it is demonstrated that the lights of certain profile can provide the atom with an effective field of magnetic monopole, which is the so-called induced gauge field relevant to the Berry's phase. Such an artificial magnetic monopole structure manifests itself in the characterizing energy spectrum.     

里德伯电磁感应透明中的相位

本文在典型的里德伯电磁感应透明系统中研究弱探测场在相互作用原子系统中的传播特性,重点关注基于偶极阻塞效应的探测场相位的合作光学非线性行为.通过与探测场透射率和光子关联作对比,发现相位的光学响应具有新特性:共振和Autler-Townes劈裂条件下相位对入射场强和初始光子关联不敏感,而在两者之间的频率范围内相位响应具有非线性特征,尤其在经典光频率处最显著.此外,提高主量子数和原子密度都会促进相位的非线性效应.综上,与探测场透射率和光子关联一样,相位可以作为合作光学非线性的另一个标识来刻画非线性现象,对里德伯电磁感应透明研究是一个有力的补充.     

Atomic self-trapping induced by single-atom lasing

We study atomic center of mass motion and field dynamics of a single-atom laser consisting of a single incoherently pumped free atom moving in an optical high-Q resonator. For sufficient pumping, the system starts lasing whenever the atom is close to a field antinode. If the field mode eigenfrequency is larger than the atomic transition frequency, the generated laser light attracts the atom to the field antinode and cools its motion. Using quantum Monte Carlo wave function simulations, we investigate this coupled atom-field dynamics including photon recoil and cavity decay. In the regime of strong coupling, the generated field shows strong nonclassical features such as photon antibunching, and the atom is spatially confined and cooled to sub-Doppler temperatures.