非均匀增宽介质中的三模激光运转

本文把Lamb的激光量子理论推广应用于处理固体非均匀增宽介质中的四能级三模激光运转.由此得到并讨论了主方程、运转性质及线宽,定性地解释了实验结果并研究了非均匀增宽效应的影响.     

双模压缩真空态在激光过程中的退相干

利用热纠缠态表象求解密度算符主方程方法,考虑双模压缩真空态中的一模经过激光过程衰减的情况,给出了双模压缩真空态在该过程中密度算符的演化规律。采用数值计算方法,讨论了一模的衰减和压缩参数变化对态的压缩效应、反聚束效应、Cauchy-Schwartze不等式违背和两模间纠缠等量子特性的影响。研究结果表明:随耗散时间增大,光场的压缩效应、反聚束效应、Cauchy-Schwartze不等式违背和两模间纠缠等特性都逐渐减弱,直至消失。另一方面,随双模压缩参数增大,压缩效应、反聚束效应、Cauchy-Schwartze不等式违背和两模间纠缠等量子特性均增强。     

共下能级双跃迁激光的量子理论

本文将Sargent,Scully和Lamb的二能级单模激光全量子理论推广到共下能级三能级双模激光系统中,获得了三个能级都有泵浦情况下的共下能级三能级原子系统双模激光运转的主方程。考虑到细致平衡与宏观平衡之间的对应性,合理地应用细致平衡原理得到定态运动方程。通过引入一个参数H,从而获得了形式解。利用运动方程和形式解,讨论了不同条件下的一些运转特性和光子统计分布的变化.     

量子扩散通道中Wigner算符的演化规律

众所周知,量子态的演化可用与其相应的Wigner函数演化来代替.因为量子态的Wigner函数和量子态的密度矩阵一样,都包含了概率分布和相位等信息,因此对量子态的Wigner函数进行研究,可以更加快速有效地获取量子态在演化过程的重要信息.本文从经典扩散方程出发,利用密度算符的P表示,导出了量子态密度算符的扩散方程.进一步通过引入量子算符的Weyl编序记号,给出了其对应的Weyl量子化方案.另外,借助于密度算符的另一相空间表示-Wigner函数,建立了Wigner算符在扩散通道中演化方程,并给出了其Wigner算符解的形式.本文推导出了Wigner算符在量子扩散通道中的演化规律,即演化过程中任意时刻Wigner算符的形式.在此结论的基础上,讨论了相干态经过量子扩散通道的演化情况.     

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.     

锁模激光脉冲序列的量子理论

本文发展了一种描述锁模激光脉冲序列输出的全量子理论.采用“相干叠加”模型,即认为从多模相干态光场不同模吸收光子后的原子态是相干的,耦合形成相干组合态.考虑锁模激光各模式间相位关系.用多模相干态描述光场,应用预解算符和投影算符推导演化算符,使本方法可统一处理锁模激光脉冲序列输出及原子的共振多光子过程.     

三能级原子双模激光的非谐振运转

本文用量子理论导出二模偏调相等情况下三能级系统双模激光运动主方程.讨论了偏调对激光运转的影响.有偏调时,除增益及饱和系数改为与偏调量有关的等效量外,还增加双光子过程的作用.偏调的作用在接近阈值运转时明显,在远高于阈值时将逐步趋于消失.     

弥散补偿飞秒激光量子理论研究

本文根据我们新建的激光器模型,导出了非线性成形飞秒光脉冲的量子理论锁模方程。在薛定谔表象中,用含时哈特利近似方法求得了脉冲电场及光子数分布的形式解。最后讨论了量子锁模方程过渡到经典情形下稳态时的脉冲能量、脉宽及啁啾参量与飞秒激光器运转参量间的关系,得到了理论与实验一致的结果。     

复合函数算符的微商法则及其在量子物理中的应用

给出了在量子物理学、量子统计学、算符排序理论、矩阵论以及控制理论中有着重要用途的复合函数算符的一般微分法则,利用这一法则研究了Wigner算符和Weyl对应规则中的积分问题,证明了两类典型的算符恒等公式.给出了Wigner算符的有序算符内的微分形式,并得到了一些重要函数的新的微分式.最后,引入了一个参数型的Wigner算符来统一正规序、Weyl编序以及反正规序三种算符排序.     

经典类比法与基本量子方程

基本量子条件（基本对易关系）、海森堡运动方程和哈密顿算符构成了海森堡表象中基本的量子方程。本文对如何利用经典类比法建立上述方程做了较为详细的阐述和论证，给出了用正则形式建立海森堡运动方程的数学方法。     

量子微腔中运动原子的辐射压力

利用全量子理论研究了量子微腔中运动原子的辐射压力. 从量子微腔与运动原子相互作用模型出发, 利用代数动力学方法对系统的哈密顿量进行规范变换, 推导出系统的时间演化算符和原子内态约化密度算符的表达式, 在此基础上给出辐射压力的解析解, 并讨论了驻波场和行波场中运动二能级原子和三能级原子的辐射压力, 数值结果与实验符合. 关键词： 量子微腔 运动原子 代数动力学 辐射压力     

再谈含时Schroedinger方程的求解方法

介绍了线性耦合含时量子系统厄米不变量算符的构造方法，并运用Ｌｅｗｉｓ－Ｒｉｅｓｅｎｆｅｌｄ量子不变量理论得到了一些含时薛定谔方程的精确解，同时也给出了系统时间演化算符的构造方法。     

再谈含时Schrdinger方程的求解方法

介绍了线性耦合含时量子系统厄米不变量算符的构造方法，并运用Ｌｅｗｉｓ－Ｒｉｅｓｅｎｆｅｌｄ量子不变量理论得到了一些含时薛定谔方程的精确解．同时也给出了系统时间演化算符的构造方法     

双模激光的非共振运转

本文将Lamb的激光量子理论推广应用于处理均匀展宽三能级原子系统中的双模激光运转。在相等失谐的情况下,分别求得了双模运转下的平均光子数、频率方程和线宽表达式,讨论了偏调的影响。     

耦合量子点的三阶非线性光学特性

本文研究了两个耦合的圆型量子点的三阶光学非线性,并且利用密度矩阵算符理论导出了三次谐波产生的表达式.最后,以GaAs耦合量子点为例作了数值计算,并绘出了三次谐波产生与耦合量子点中的电子数以及光子能量之间的依赖关系.     

非对易空间的三模谐振子能谱

在非对易空间中,用不变本征算符方法(IEO),对非耦合、坐标耦合、动量耦合三种三模谐振子系统能谱进行求解,并将求解结果与一般对易空间的能谱进行比较分析.通过比较发现,当非对易参数为零时,所求能级差还原到了与普通空间相对应的一般量子系统哈密顿量能级差,验证了推导结果的正确性;同时讨论了耦合系数对非对易空间能谱的影响. 关键词： 不变本征算符 非对易空间 三模谐振子能谱 能级差     

核壳结构CdSe/ZnS量子点量子阱中1se1sh 激子光跃迁的受激光子回波研究

在建模和理论分析的基础上, 对三脉冲飞秒激光作用下核壳结构CdSe/ZnS量子点量子阱中1s_e1s_h激子光跃迁引起的受激光子回波效应进行了深入研究.运用有效质量近似方法求解了载流子的静态薛定谔方程,得到能量本征值和对应波函数.基于光学Bloch方程,分析了受激光子回波的参量相关性.结果显示受激光子回波信号可以通过量子点量子阱结构和尺寸的改变进行有效调节.同时,在量子尺寸限制理论的基础上讨论了结构和尺寸的变化对受激光子回波信号的具体影响.     

量子隐形传态看作量子信道

非理想的纠缠资源和非标准的量子隐形传态操作导致非理想的量子态传输.本文从Nielsen-Caves理论出发,导出了非理想的量子隐形传态过程对应的量子信道的明显表达式.这给我们提供了对量子隐形传态的新认识,即量子隐形传态过程可等效地看作量子态依次通过三个量子信道的过程,这三个信道分别对应于发送者的测量、纠缠态和接收者的操作.特别地,我们建立了纠缠态与量子信道之间的一一对应关系,即一个纠缠态对应于这样一个量子信道,如果把描述该量子信道的Kraus算符用Pauli算符展开,则得到的参数矩阵就是该纠缠态的密度算符在Bell基下的矩阵.我们还导出了量子隐形传态保真度的明显表达式.我们的结果解析地揭示了输出态和保真度对纠缠资源和量子隐形传态操作的依赖关系.     

激光偏振性的量子理论与实验研究

本文建立了激光偏振性的全量子理论。分析了各向异性腔中多模运转下激光束的偏振特性。给出He-Ne激光器在6328振荡谱线上各模相互间角度随各向异性变化的基本方程、计算曲线及偏振组态。本文还给出了由应力导致相位各向异性对模式偏振性影响的实验结果。理论分析与实验结果相符。     

利用热纠缠态表象获得Caldeira-Leggett密度算符方程的积分形式解

开放量子系统,即系统-热库模型,可以用一个关于密度算符的主方程来描述,比如,用来描述固态物理中耗散现象的Caldeira.Leggett主方程.虽然已经有人为了求解此主方程的约化密度矩阵的精确表达式而做过一些努力,但迄今还未见有解答.本文使用了一种全新的方法来求解Caldeira-Leggett方程,用这个新方法可以得到积分形式的显式表达.该方法的要点在于利用有序算符内积分技术把关于密度算符的微分方程首先转化成关于密度态矢量的微分方程,再将密度态矢量投影到热纠缠态表象中,Caldeira-Leggett方程就转变成了关于波函数的微分方程,而波函数是函数.这样就可以使用数学中求解微分方程的方法来求解出波函数.再次利用有序算符内积分技术,再将波函数转化为态矢量和算符,就得到了Caldeira-Leggett方程的积分形势解.