双色驻波场中梯形三能级原子所受整流偶极力的涨落分析

本文基于文献[1]利用双色驻波场作用于三能级原子获得宏观数量个光学波长上符号保持不变的整流偶极力的工作基础上,运用量子回归定理计算了所得整流偶极力在一个光学波长上的涨落.结果表明:原子偶极零点振动与光场幅度梯度相互作用引起的偶极力的涨落D1的值较大,是整流偶极力涨落的主要因素,且其随空间的变化规律与整流偶极力相似;原子偶极与真空零点振动相互作用导致偶极力的涨落Ds较小,几乎可以忽略不计.由于力的起伏所导致的加热效应不利于中性原子的偶极束缚[6].     

压缩真空中梯形三能级原子的辐射压力

研究了压缩真空中梯形三能级原子在单色行波场中的辐射压力。从系统的哈密顿量出发,利用玻因-马尔可夫近似,推导出了原子的光学布洛赫方程。此时用数值方法求得布洛赫方程的稳态解,然后用图示法考察了原子的辐射压力随双光子失谐、拉比频率、自发发射率等参量的依赖关系。结果表明：单光子跃迁和双光子跃迁可导致辐射压力出现各自的多普勒位移共振峰;辐射压力表现出较宽的失谐范围且强烈依赖于压缩参量以及压缩真空和相干光之间的相位关系。当相位满足匹配条件时,辐射压力减小。     

Trapping States for a Three-Level Atom in the A Configuration

A simple scheme has been developed for seeking atomic trapping states for a cornposite system consisted of a three-level atom interacting with two quantized laser modes in the A configuration. A series of new trapping states (also called as dark states) are discovered and their analytical expressions are explicitly obtained.     

形变相干光场与级联型三能级原子相互作用中场的反聚束效应

建立了q形变光场与级联型三能级原子相互作用的非线性理论, 求得相互作用绘景中薛定谔方程的形式解及在其态下的期望值, 利用数值计算揭示了q形变对场与三能级原子相互作用中场反聚束效应的影响. 研究发现q偏离1的程度越大, q形变对场反聚束效应的调控能力越强, 反映出q形变的非线性行为对量子相干性的干扰以及对量子特性的影响. 当q→1时, 恢复为普通线性理论.     

压缩真空中的三能级原子的自发辐射

对压缩真空与Ｖ型三能级原子的相互作用作了理论分析,探讨了量子干涉效应对压缩真空中原子自发辐射的影响。当原子的上能级简并时强的量子干涉效应影响原子的定态和定态出射光谱,使它们对原子的初态敏感。这种情况下,压缩使谱线趋于关于压缩真空中心频率对称,量子干涉使谱线趋于不对称。     

克尔介质中纠缠光与三能级原子作用的光子统计

采用求解薛定谔方程和数值计算方法,研究了克尔介质中双模纠缠相干光场与三能级原子相互作用系统的光子统计性质,分析了双模纠缠相干光场的纠缠程度、克尔介质与光场的耦合强度、双模光的平均光子数和原子基态概率幅对光子统计性质的影响。结果表明：双模纠缠相干光场的纠缠程度对光子统计性质没有明显的影响;克尔效应增强使光子统计性质的时闻演化曲线的振荡频率变大、振荡幅度变小;当保持场模1的平均光子数不变而场模2的平均光子数变小时,光子统计性质的时间演化曲线的振荡幅度变大。     

von Neumann Mutual Information for Anisotropic Coupled Oscillators Interacting with a Single Two-Level Atom

We consider the interaction between a two-level atom and two electromagnetic fields injected simultaneously within a cavity, with the interaction between the fields in parametric frequency-converter form. The wave function in Schr ödinger picture is obtained under certain conditions and consequently the density matrix. By employing a generalization of the von Neumann mutual information (in the context of Tsallis' nonextensive statistics) we measure the degree of entanglement for the present system. An important change is observed in the generalized mutual information depending on the entropic index. We also measure the minimum degree of entanglement during the transition from collapse to revival and vice-versa. Successive revival peaks show a lowering of the local maximum point indicating a dissipative irreversible change in the atomic state.     

三能级原子与奇偶纠缠相干光作用的光场压缩

采用求解薛定谔方程和数值计算方法,研究了V型三能级原子与双模奇偶纠缠相干光场相互作用过程中的光场压缩效应,讨论了压缩效应与双模奇偶纠缠相干光场的纠缠程度、系统失谐量、双模光场的平均光子数和原子基态概率幅的依赖关系。结果表明：光场压缩效应与双模奇偶纠缠相干光场的纠缠程度、失谐量、平均光子数和原子初态相关联：双模纠缠相干光场处于非纠缠状态时的光场压缩量比光场处于纠缠状态时要大;原子处在单纯的基态或激发态时光场都有明显的压缩现象出现;而原子初态中基态和激发态的概率幅较接近时无光场压缩现象;无论光场是否处于纠缠态,只有两模平均光子数接近时,光场才会出现压缩效应。     

Raman Theory for a Molecule in a Vibrating Microcavity Oscillating in Fundamental Resonance

We propose a model to describe the energy structure and dynamics of a system of a molecule interacting with infinite photon modes in a vibrating microcavity whose boundary oscillates in the fundamental resonance.By constructing an so(2,1) Lie algebra for the infinite photon modes,we obtain analytical expressions of the energy eigenstates,energy eigenvalues and the system‘s evolution operator for this Raman model under certain conditions.     

用于原子干涉仪的拉曼光的制备

原子干涉仪是利用原子物质波的特性而实现的干涉仪,广泛应用于精密测量领域.在原子干涉仪中,通过拉曼光对原子进行相干操作,拉曼光的质量直接影响着干涉仪的技术指标.基于注入锁定技术,采用普通半导体激光器、声光调制器,实现了功率、频率和位相稳定的拉曼光的制备,并对拉曼光的相位噪声技术指标进行了测试.     

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.     

拉曼喷泉原子钟

利用托曼光场代替喷泉原子钟的微波腔实现拉曼喷泉原子钟.将分离托曼光场技术与冷原子喷泉技术相结合.避免了存真空腔内放置微波腔,简化了真空系统.同时还保持了很高的准确度.采用半经典理论研究了冷原子喷泉与托曼光场的相互作用过程.得到了冉赛(Ramsey)条纹.比较了托曼喷泉原子钟与热铯束拉曼原子钟,前者有更小的体积和功耗,其精度可能达到或超过商用小铯钟.还比较了拉曼喷泉原子钟与微波喷泉原子钟的差别,分析了光子反冲的影响,提出利用同向传播和相向传播的两台拉曼原子钟测最精细结构常数.     

利用拉曼型的Jaynes-Cummings模型传送两比特的未知原子态

实现量子态的隐形传送、尤其是多比特量子态的隐形传送在量子信息领域中有非常重要的作用，提出了一种隐形传送两比特未知原子态的方案，在此方案中，用两个两粒子纠缠态代替一个三粒子纠缠态作为量子信道，而且此方案可推广到隐形传送N比特的未知原子态。     

GaN基量子点结构的喇曼特征

采用量子力学的微扰理论，对GaN基量子点结构的喇曼频移进行分析。在喇曼实验中，观察InGaN／GaN量子点结构的E2和A1(LO)的模式，并发现实验中样品的喇曼频移与GaN的体材料相比，有着明显的红移。     

非等同双原子与双模腔场拉曼相互作用模型的腔场谱

研究了非等同双原子与双模腔场拉曼相互作用模型的腔场谱,分析了谱结构随原子与腔场相对耦合常数R=g2/g1的变化规律,发现R对真空场、弱场、强场谱结构都有不同程度的影响.当R=1或R=0时,一般呈现简并的谱结构,而当R介于0与1之间时,腔场谱一般呈现复杂的非对称多峰结构.同时还发现,当R固定不变时,低频腔场初始场强对高频真空场谱结构也有较明显的影响. 关键词： 量子光学 腔场谱 拉曼相互作用 双模腔场     

用于铯原子受激拉曼绝热输运过程的光源的产生

受激拉曼绝热输运(STIRAP)是一种有效制备和控制原子态的技术,在原子操控和量子信息中具有重要意义,最近几年得到广泛关注.研制用于特定原子的拉曼激光是实现该过程的重要一步.研究了利用光纤波导调制器及干涉滤波器等组成的系统实现用于铯原子STIRAP过程的光源的方法.通过直接调制高频光纤调制器获得正负一级边带,并利用两个...     

Effective Field Theory of Random Quantum Circuits

Quantum circuits have been widely used as a platform to simulate generic quantum many-body systems. In particular, random quantum circuits provide a means to probe universal features of many-body quantum chaos and ergodicity. Some such features have already been experimentally demonstrated in noisy intermediate-scale quantum (NISQ) devices. On the theory side, properties of random quantum circuits have been studied on a case-by-case basis and for certain specific systems, and a hallmark of quantum chaos—universal Wigner–Dyson level statistics—has been derived. This work develops an effective field theory for a large class of random quantum circuits. The theory has the form of a replica sigma model and is similar to the low-energy approach to diffusion in disordered systems. The method is used to explicitly derive the universal random matrix behavior of a large family of random circuits. In particular, we rederive the Wigner–Dyson spectral statistics of the brickwork circuit model by Chan, De Luca, and Chalker [Phys. Rev. X 8, 041019 (2018)] and show within the same calculation that its various permutations and higher-dimensional generalizations preserve the universal level statistics. Finally, we use the replica sigma model framework to rederive the Weingarten calculus, which is a method of evaluating integrals of polynomials of matrix elements with respect to the Haar measure over compact groups and has many applications in the study of quantum circuits. The effective field theory derived here provides both a method to quantitatively characterize the quantum dynamics of random Floquet systems (e.g., calculating operator and entanglement spreading) and a path to understanding the general fundamental mechanism behind quantum chaos and thermalization in these systems.     

压电晶体拉曼散射的统一量子论

发展了拉曼散射的一个广义量子理论，它能同时说明非极性模和极性模的作用.在场论中， 光被纵光学和横光学模的拉曼散射能在一个统一的理论框架内描述. 关键词： 拉曼散射 声子 量子场论     

分析原子干涉仪的矩阵方法

从原子波包所满足的薛定谔方程出发,从理论上巧妙地推导出了原子干涉仪在重力的影响下所产生的相位差与重力加速度的关系表达式。提出了一种3×3阶的矩阵方法,以此来分析多个元件情况下原子干涉仪中的相位差,可以大大简化计算。利用这种方法不但能得到原子束在重力的影响下在自由空间中的传输矩阵,也可以得到原子束与π/2和π脉冲的相互作用矩阵。作为例子,用3×3阶矩阵方法计算了三脉冲原子干涉仪中的相位差,得出的结果与Wolf等对经典轨迹进行拉格朗日积分所得出的结果完全相符。进一步分析了五脉冲的原子干涉仪中的相位差,以说明3×3阶矩阵方法的简便性。     

量子微腔中原子俘获的绝热微扰分析

详尽地研究了驻波腔场中两能级原子运动的能量转移和动力学演化的非绝热修正。从而定量地阐述了实现原子俘获的绝热近似条件。