多声子系统的多光机械诱导透明

提出了一个光学腔中包含三个可移动镜子的混合腔光机械系统的理论方案,这个光学腔被一束较强的耦合场和一束较弱的探测场驱动与三个机械振子线性耦合.利用平均场近似理论,得到系统的稳态解,并数值模拟了系统输出的探测场随失谐的变化关系.分析与数值结果显示,当三个机械振子的振动频率互不相等时,该系统出现三个透明窗口,当三个振子的振动频率两两相等、或三个都相等时,三透明就变成了双透明或单一透明窗口;同时发现,在所选取的参数范围内,腔场与振子之间的有效耦合系数及腔场的衰减率能够调控透明窗口的宽度,有效耦合系数越大或衰减率越小,透明窗口越宽;如果腔中存在N个机械振子,当N个机械振子的频率互不相等时,此系统会出现N透明现象,否则,透明窗口的个数会有所减少.     

Λ型三能级原子诱导光机械系统的稳态纠缠

为了研究原子对光机械系统的影响,将原子引入到一个双模动腔系统中,本文提出了一个由Λ型三能级原子去纠缠两个介观镜以及双模腔场的理论方案。由于原子的介入,使得腔场与移动的镜子之间发生相互作用。利用量子朗之万方程,结合激光的线性近似理论,求出此系统的稳态解。同时,采用西蒙判据,对系统的稳态纠缠进行了数值模拟。研究结果表明,纠缠是由原子的相干态诱导的,即使对于机械品质因子较低的坏腔,当腔场与原子之间的耦合系数取值恰当时,两个移动的镜子,两模腔场以及腔场与较远镜子之间都会产生纠缠。并且得出,耦合系数越大,纠缠越大,即入射率越大,纠缠越大。由于在此混合系统中,任何两体之间都是纠缠的,得出此系统中存在多体纠缠现象。     

回音壁腔光机械系统中的动力学行为

研究了在控制和探测激光存在时回音壁腔光机械系统中的动力学行为,分析了系统中产生类似于原子电磁诱导透明与吸收的原因,论证了此系统的输出场在探测频率下存在类似于电磁诱导透明和电磁诱导吸收的现象,并证实了回音壁光机械腔系统与Λ原子系统中的泵浦探测响应特性相类似.此外,利用泵浦失谐控制光机械系统中类似于电磁诱导透明和电磁诱导吸收之间的转换,此系统中光机械诱导透明与吸收的论证为量子信息的处理提供了理论依据.     

三模光力腔中机械振子的基态冷却

基于海森堡-朗之万方程,文章首先得到三模光力腔的有效哈密顿量,并且通过对光压涨落谱、冷却率和稳态平均声子数的探究,发现当机械振子的冷却跃迁速率和加热跃迁速率分别对应于光压涨落谱的最大值和最小值时,机械振子可以很好地被冷却.通过调控参数来加强光压涨落谱的正频部分并抑制其负频部分,此时对应的冷却率达到最大,同时机械振子的稳...     

基于相干态指针实现光机械系统中的弱测量放大

为理解相干态指针在光机械系统中进行正交后选择弱测量导致镜子位移的放大效果,本文引入了一种新的有关放大的物理机制,同时提出了满足这种放大机制的光机械系统方案,对光机械系统在量子通讯、量子传感、量子计算的应用具有一定的指导作用.     

基于光机械系统的质量探测器

光机械系统在精密测量方面的应用关键是基于纳米机械振子与高品质光学腔之间的强耦合.利用光学腔耦合纳米机械振子的同时通过库伦力耦合另外的一个带电纳米机械振子,并利用双模光力诱导透明等量子特性,发现第二个纳米机械振子随着附加质量的不断增加,两个透明窗口之间的距离(透射光频率之差)不断减小,根据此关系可精密测量附加在第二个纳米机械振子上微小物体质量.     

光腔中光子数态的获取

利用激发态原子不断注入光腔中，可获取稳定的光子数态分布，给出了获得光子数态的一般性条件，证明了出射原子保持其入射时的状态。     

基于两个Λ型三能级原子实现量子交换门

利用Λ型三能级原子与双模腔场的耦合和经典光场的驱动,提出在两原子间实现量子交换门的理论方案.此方案中,量子信息仅编码于原子基态上,因而其不受原子自发辐射影响.考虑在腔耗散后,通过选择合适参数,数值模拟结果表明该交换门的保真度可超过0.949.     

光腔中两原子的布居数反转

研究在强相干场驱动条件下,置于光腔中的两个二能级原子在裸态表象中的布居数,发现在坏腔条件下,可以通过调节光腔与相干场的频率差到总的拉比频率值附近时实现布居数反转。     

光腔中光子数态的形成

以单光子跃迁Ｊ－Ｃ模型为基础研究了大量激发态原子逐个穿越光腔后，腔内光场统计分布的变化特性，给出了纯光子数态的形成条件及光场的挤压效应的一般规律。腔场稳定时，出射原子保持其入射时的激发状态     

量子微腔中非绝热效应对Fock态制备的影响

利用高阶绝热近似方法，分析了三能级简并原子和单模光场的相互作用过程，讨论了由绝热演化过程的暗态原子制备出Ｆｏｃｋ态的绝热条件及非绝热效应对Ｆｏｃｋ态制备的影响。     

级联原子诱导的腔光力系统的稳态纠缠特性

本文提出了一个由三能级级联原子束去纠缠双模腔场的理论方案。利用量子朗之万方程,结合激光的线性近似理论,求出此系统的稳态解。同时,采用Negativity作为纠缠判据,对系统的稳态纠缠进行了数值模拟。研究结果表明,纠缠是由原子的相干态诱导的,即使对于机械品质因子较低的坏腔,当参数取值恰当时,两模腔场以及腔场与镜子之间也都会产生纠缠。并且得出,入射率越大,纠缠越大。     

利用腔QED实现量子态的转移

利用多个相同的两能级原子在一个强经典场驱动下同时和一个单模腔场发生相互作用模型,给出了如何实现一个量子比特的原子态的远距离转移、原子纠缠态转移的方案.该方案中的腔场处于虚激发状态,原子和腔场之间没有能量交换.因此所提出的态转移方案不受腔场热光子和腔衰减的影响,对腔的Q值要求大大降低,使实验实现成为可能.     

制备两个三能级原子最大纠缠态的腔QED方案

提出了一个基于原子与腔场共振相互作用制备两个三能级原子最大纠缠态的物理方案.在这个方案里,两个原子被先后送入一个单模共振腔,原子和腔场通过Jaynes-Cummings Hamiltonian发生共振相互作用.我们的方案基于目前的腔QED技术有可能在实验上实现.     

在腔场中两原子共生纠缠度的变化及最大纠缠态的制备

讨论了两原子与腔场共振相互作用时两原子共生纠缠度(Concurrence)随时间的演化规律.结果表明:通过控制原子和腔场相互作用时间,可制备两原子的最大纠缠态.另外,还考虑了原子自发辐射和腔场衰变对纠缠度的影响.     

两个动能耦合Morse振子系统的分岔现象

从两个未耦合的Morse振子出发,首先研究了两个动能耦合的Morse振子系统局域模区域内的分岔结构.发现对弱耦合参数δ,相空间中局域模谐振nm共存与系统能量ε通过不等式 √1/1-ε≥n/m≥√1- ε相关联.同时报导了对称伸缩本征模的分岔现象与能量及耦合常数的关系.在弱耦合参数δ下,在非常低的能量区域内,对称伸缩经历一个pitch-fork分岔.随后,局域模随能量的增加逐渐形成.对中等高能量ε,对称伸缩本征征模在耦合参数范围[-1,0]内由不稳定到稳定到不稳定等交替变化.     

耦合Lorenz振子同步混沌的分岔行为

以耦合Lorenz系统为研究对象对耦合振子之间的混沌同步态进行了研究.计算结果表明,当系统处于混沌同步态时扩散耦合系数不变而梯度耦合系数增加到一定值时系统的混沌同步态发生分岔,其特征是在分岔点Lyapunov指数和广义旋转数都发生突变.分岔后系统的运动是周期行波.     

利用原子和光腔作用实现受控非门

分别在2个基态|g₁〉和|g₂〉上制备2个相同的五能级Λ型原子, 再将其通过一个双模（a模和b模）光腔, 其中a模光子耦合下能级|g〉到中间能级|e〉的跃迁, b模光
子耦合中间能级|e〉到上能级|f〉的跃迁, 耦合强度分别为g_a和g_b. 将信息编码在腔模的偏振光子态上, 在原子通过光腔后测量腔的偏振光子态. 数值计算结果表明: 通过控制原子与内腔场的相互作用时间可实现受控非门; 当单光子失谐Δ=0.5g, g/k=2~10时, 保真度均大于99%.     

非等同两原子-双模热光场系统的腔场谱

为获得两个非等同二能级原子与双模光场相互作用过程的腔场谱特性,通过求解本征方程导出了双模初始光场处于任意强度的热光场时腔场谱的计算公式,给出了数值计算结果．文中还讨论了相对耦合常数和初始场强对腔场谱的影响,发现在相对耦合常数为零且初始场较弱的条件下,两模腔场谱均为双峰结构;随着相对耦合常数的增大,双峰逐渐靠近,到相对耦合常数为1时,每模腔场谱都合并为单峰．随着一模光场平均光子数的增大,本模腔场谱双峰之间的距离减小,而另一模腔场谱双峰之间的距离增大。