克尔介质中双模纠缠相干光与贝尔态原子相互作用系统的光子统计特性

运用全量子理论并结合数值计算方法,研究了克尔介质腔中处于贝尔态的两个全同二能级纠缠原子与双模纠缠相干光场相互作用系统的光子统计特性。讨论了双原子体系的初态、初始光场的平均光子数、双模纠缠相干光场的纠缠程度以及克尔介质与双模光场的耦合强度对光子统计特性的影响。结果表明:忽略克尔介质的作用时,只有当双原子体系的初态为0β1〉或1β1〉时,在一定的条件下才可出现光子的反聚束效应,而当双原子体系的初态为β00〉、1β0〉时,光场在其演化过程中不出现光子的反聚束效应。而当考虑克尔介质的作用时,四种初态下光场演化过程中均有可能出现光子的反聚束效应。光子的反聚束效应出现的次数、时间和深度极其敏感地依赖于初始光场的平均光子数和克尔介质与双模光场的耦合强度,同时也受到双模纠缠光场的纠缠程度的影响。     

Kerr介质中双模纠缠相干光与Bell态原子相互作用系统的原子偶极压缩

运用全量子理论并结合数值计算方法，研究了Kerr介质腔中处于Bell态的两个全同二能级纠缠原子与双模纠缠相干光场相互作用系统的原子偶极压缩特性.讨论了双原子体系的初态、光场的平均光子数、双模纠缠相干光场的纠缠程度以及Kerr介质与双模光场的耦合强度对原子偶极压缩特性的影响.结果表明：双原子体系的初态为|β₁₁>时，不会出现偶极压缩效应；初态为|β₀₀>，|β₀₁>或|β₁₀>时在一定条件下可能出现原子压缩效应，且此时原子压缩的特性与Kerr介质与双模光场的耦合强度、初始光场的平均光子数、双模纠缠相干光场的纠缠程度有关. 关键词： 量子光学 Bell态 双模纠缠相干光场 Kerr介质     

Bell态原子与双模纠缠相干光场相互作用的纠缠特性

运用Negativity熵研究了Bell态原子与双模纠缠相干光场相互作用系统中两个全同二能级原子之间的纠缠演化特性.分析了光场强度、光场纠缠度及原子间相互作用强度对纠缠的影响.结果表明:原子处于|β11〉时,两原子始终处于最大纠缠态;原子处于|β00〉时,初始纠缠的两原子始终较长时间处于退纠缠状态;原子处在|β10〉时,增大双模光场的平均光子数可以明显增大两原子之间的纠缠度并保持较大的纠缠状态;原子初态处在|β01〉时,原子间的相互作用强度对双原子间纠缠度有较显著的非线性调制作用.     

双模纠缠相干光场与Bell态原子相互作用系统的光场压缩效应

运用求解Schrdinger方程和数值计算方法,研究了处于Bell态的两个全同二能级纠缠原子与双模纠缠相干光场相互作用系统的光场压缩特性,分析了双模纠缠相干光场的纠缠程度、双模纠缠相干光场的初始平均光子数对光场压缩性质的影响,以及两纠缠原子的相互作用强度对光场压缩性质的影响.结果表明:若初始时刻原子处在Bell态|β11〉,则不出现光场的压缩效应,而处在另外三种Bell态时,在一定的条件下均可呈现光场的压缩效应.光场压缩效应不仅与初始光场的平均光子数以及原子的初态有关而且与双模纠缠相干光场的纠缠程度有关,但与两纠缠原子的相互作用强度的大小没有明显的关系.     

Bell态原子与双模纠缠相干光场双光子相互作用系统的量子纠缠

运用全量子理论和数值计算的方法,借助于原子的量子约化熵研究了初始处于Bell态|β00>和| β10>的两原子与双模纠缠相干光场双光子相互作用系统中两原子与双模光场之间纠缠的演化特性.分析了光场强度、光场纠缠度及原子间相互作用强度对原子熵演化特性的影响.结果表明:随着双模光场的平均光子数的增大,原子熵的时间演化曲线逐渐变为规则振荡;增大原子间的相互作用强度,原子熵的振荡频率和振幅都减小;改变双模光场的纠缠度,原子熵的振荡频率和振幅都不发生改变.     

Bell态原子与双模纠缠相干光场双光子相互作用的原子布居数演化特性

运用全量子理论研究了Bell态原子与双模纠缠相干光场双光子相互作用过程中的原子粒子布居差的时间演化规律.结果表明:原子初始处于|β11＞时,原子粒子布居差恒为零;原子初始处于其他三个Bell态时,随着初始光场平均光子数的增加,原子粒子数布居差时间演化曲线的振荡频率明显增大,振荡幅度明显减小;双模光场纠缠程度的大小对曲线的振荡频率及整体曲线的位置都没有影响.随着原子间偶极相互作用的增强,当原子初态处在|β01＞时,曲线的Rabi振荡频率明显增大;而两原子初始处于|β10＞或|β00＞态时,曲线的崩塌-回复现象逐渐消失.     

Bell态原子与双模纠缠相干光场相互作用的场熵演化特性

运用全量子理论研究了初始处于Bell态(对称迭加态或反对称态)的两原子与双模纠缠相干光场相互作用系统中场熵的演化特性. 分析了光场强度、光场纠缠度及原子间相互作用强度对场熵演化特性的影响. 结果表明：原子初态处于反对称态时,场熵始终为零;原子初态处在对称迭加态时,增大光场强度场熵的时间演化曲线逐渐变成较规则的振荡曲线,原子间的相互作用强度对双原子间纠缠度有显著的非线性调制作用.     

Bell态原子与双模纠缠相干光场相互作用的场熵演化特性

运用全量子理论研究了初始处于Bell态(对称迭加态或反对称态)的两原子与双模纠缠相干光场相互作用系统中场熵的演化特性. 分析了光场强度、光场纠缠度及原子间相互作用强度对场熵演化特性的影响. 结果表明：原子初态处于反对称态时,场熵始终为零;原子初态处在对称迭加态时,增大光场强度场熵的时间演化曲线逐渐变成较规则的振荡曲线,原子间的相互作用强度对双原子间纠缠度有显著的非线性调制作用.     

Bell态原子与双模纠缠相干光场相互作用的场熵演化特性

运用全量子理论研究了初始处于Bell态(对称迭加态或反对称态)的两原子与双模纠缠相干光场相互作用系统中场熵的演化特性. 分析了光场强度、光场纠缠度及原子间相互作用强度对场熵演化特性的影响. 结果表明：原子初态处于反对称态时,场熵始终为零;原子初态处在对称迭加态时,增大光场强度场熵的时间演化曲线逐渐变成较规则的振荡曲线,原子间的相互作用强度对双原子间纠缠度有显著的非线性调制作用.     

Bell态原子与双模纠缠相干光场相互作用的场熵演化特性

运用全量子理论研究了初始处于Bell态(对称迭加态或反对称态)的两原子与双模纠缠相干光场相互作用系统中场熵的演化特性. 分析了光场强度、光场纠缠度及原子间相互作用强度对场熵演化特性的影响. 结果表明：原子初态处于反对称态时,场熵始终为零;原子初态处在对称迭加态时,增大光场强度场熵的时间演化曲线逐渐变成较规则的振荡曲线,原子间的相互作用强度对双原子间纠缠度有显著的非线性调制作用.     

Bell态原子与双模纠缠相干光场相互作用系统的原子布居数演化

运用全量子理论并结合数值计算方法,研究了处于Bell态的两个全同二能级纠缠原子与双模纠缠相干光场相互作用系统的原子布居数演化特性.讨论了双原子体系的初态、光场的平均光子数、双模纠缠相干光场的纠缠程度以及双原子体系的原子间耦合强度对原子布居时间演化的影响.结果表明:双原子体系的初态为|β11〉时,原子布居数不随时间变化;初态为|β00〉、|β01〉和|β10〉时,当初始平均光子数增大到一定数值时演化特性呈现出周期性的崩塌和回复效应,随初始光子数的增加时间演化曲线的振荡频率增大振幅减小,且初态为|β00〉或|β10〉时原子布居的回复周期是初态为时|β01〉的两倍;双模纠缠相干光场的纠缠程度以及原子间偶极相互作用的强弱对Rabi振荡频率没有影响但对振幅有着显著的影响.     

与两等同Bell态纠缠原子相互作用光场的量子场熵

利用全量子理论,并通过数值计算,研究了初始处于Fock态的单模光场与两等同双能级纠缠原子单光子共振相互作用过程中单模光场量子场熵的时间演化特性.结果发现:当两原子初始处于第一种Bell态时,光场量子场熵的时间演化周期为π/g2(2n+1);随着初始光强的增大,光场与原子之间的量子纠缠现象减弱;特别是当时间t为演化周期的整数倍时,场－原子系统处于退纠缠状态.当两原子初始处于第二种Bell态时,光场量子场熵不随时间变化,恒为零.当两原子初始分别处于第三种和第四种Bell态时,光场量子场熵的时间演化曲线呈现不等幅周期振荡现象;并且随着初始光场光子数的增加,光场量子场熵的振荡周期逐渐增大,但振荡幅值逐渐减小.     

双模纠缠相干光场与V型三能级原子相互作用系统的光子统计性质

本文采用求解Schrodinger方程和数值计算方法,研究了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,结果表明:此性质与双模纠缠相干光场的纠缠程度、失谐量、双模光的平均光子数和原子的初态相关联.     

纠缠双原子和相干光场作用的光子统计非经典特性

采用数值计算法研究了纠缠双原子和相干光场相互作用中辐射光场光子数分布的演化特性。结果表明,通过和纠缠双原子的相互作用,使得不具有反聚束效应和光子亚泊松分布的相干光场获得了非经典特性。并且初始双原子间的纠缠强度越大,辐射光场的非经典性质越强,说明可以通过选择初始原子状态制备非经典辐射光场。     

与非等同双原子相互作用下光场的相干性质

研究了具有不同偶极矩的两个原子与双模压缩真空场相互作用系统中光场的相干性质.讨论了两个原子与双模压缩真空场的相对耦合常量(R=g1/g2)和光场的初始压缩因子r对二阶相干度、光场的模间相关性、Cauchy-Schwartz不等式的影响.结果表明,光场的初始压缩因子较小时,光子的聚束效应和反聚束效应交替出现,且光场的模间相关程度较强.光场的初始压缩因子较大时,光子呈现聚束效应,且模间相关程度较弱.双原子的相对耦合常量R对二阶相干度、光场的模间相关性、Cauchy-Schwartz不等式的时间演化规律有影响,但不能改变光场模间相关的非经典性质.     

增光子二模纠缠相干态的纠缠特性及其通过腔量子电动力学的制备

分析了增光子二模纠缠相干态的纠缠特性,得到共生纠缠度的解析表示式.结果表明:增光子二模纠缠相干态的共生纠缠度与叠加态的相位有非常灵敏的关系.提出了一种制备增光子相干态和增光子二模纠缠相干态的方法,其制备过程为首先把增光子相干态转化为相干态与真空态一种特殊的叠加态(叠加系数与相干态振幅有关),再通过位于高Q腔内的原子与经典激光场的相互作用,从而实现增光子相干态的制备.通过一个飞行原子先后与两个光腔中光场相互作用可以实现增光子二模纠缠相干态的制备.     

纠缠相干态的制备

在非线性克尔介质和光场的相互作用基础之上,提出了一个纠缠相干态(包括多模和高模纠缠)的光学实现方案。发现通过适当选择场的初态,相互作用时间和广义贝尔测量,能产生多模和高维纠缠相干态。同时发现当输入模的态为相干态和叠加数态的情况下,非线性克尔相互作用可产生纠缠。     

增光子二模纠缠相干态的纠缠特性及其通过腔量子电动力学的制备

分析了增光子二模纠缠相干态的纠缠特性,得到共生纠缠度的解析表示式.结果表明:增光子二模纠缠相干态的共生纠缠度与叠加态的相位有非常灵敏的关系.提出了一种制备增光子相干态和增光子二模纠缠相干态的方法,其制备过程为首先把增光子相干态转化为相干态与真空态一种特殊的叠加态(叠加系数与相干态振幅有关),再通过位于高Q腔内的原子与经典激光场的相互作用,从而实现增光子相干态的制备.通过一个飞行原子先后与两个光腔中光场相互作用可以实现增光子二模纠缠相干态的制备.     

双模相干态和压缩真空态光场-非等同两原子体系的腔场谱

研究了两个非等同二能级原子与双模腔场相互作用过程的腔场谱.导出了双模初始光场处于任意量子态时腔场谱的计算公式,给出了光场处于相干态和压缩真空态时的数值结果,讨论了相对耦合常数R=g2/g1和初始场强对腔场谱的影响.发现相干态光场的腔场谱在R很小时为双峰,在R接近于1时为3峰.压缩真空态的腔场谱在弱场条件下表现为复杂的多峰结构,在强场条件下则只有单一经典共振峰或裂距很小的双峰.