射频场控制的磁子能级中单色激光吸收抑制

理论上研究了射频场作用下多塞曼能级系统中单色激光的吸收抑制现象.一束单色线偏振或者椭圆偏振的激光作用于铷原子两能级间,线或椭圆偏振矢量方向与磁场方向垂直.在磁场中冷铷原子能级发生分裂,通过一个射频场将这些磁子能级耦合起来.当扫描射频场频率时,计算表明原子对单色光的吸收谱中出现了透射峰,类似于电磁诱导透明现象,光吸收减弱,光场透射增强.对于线性偏振或者椭圆偏振的单色光均能得到透射增强的结果.这种现象完全不同于通常光泵磁共振实验中射频场与磁子能级谐振时光被吸收最多的现象.这种扫描射频场频率时单色光的透射增强现象来自于磁子能级间的相干效应.计算表明在扫描射频场频率时单色光吸收谱中出现的透射峰与射频场的拉比频率和椭圆偏振光的左旋和右旋圆偏振成分相关.这种射频场控制的单色光透射增强效应在磁场测量,光信息处理等领域有潜在的应用价值.     

光学-射频场双驱动原子系统中的透明与吸收特性的调控

光与物质的相互作用可以产生许多奇特的量子光学现象,电磁诱导透明和电磁诱导吸收是其中最典型的现象.本文在通常的Λ型三能级系统中引入射频场作用于激发态的精细结构能级之间,组成光学-射频双驱动场共同激发原子的相干跃迁,使系统的吸收特性出现电磁诱导透明和电磁诱导吸收两种量子相干效应.通过讨论双驱动场开启后直到系统达到稳定的量子相干过程,分析电磁诱导透明和电磁诱导吸收随时间的产生和转化,得到两种量子相干现象之间的关联性及对其进行量子调控的方法.     

耦合场线宽：抑制电磁诱导吸收

原子相干对吸收的相长干涉导致电磁诱导吸收，这是一类新的相干效应. 以三个电偶极跃迁构成N型链，中间跃迁作为探测跃迁的四能级系统为例，揭示耦合场线宽抑制电磁诱导吸收的强度. 这并非与电磁诱导透明系统中耦合场线宽产生或者增强吸收的情形相矛盾，线宽仍然是抑制系统的相干性. 关键词： 电磁诱导吸收 耦合场线宽 原子相干 退相干     

四能级原子量子相干过程中瞬态光学特性

利用半经典理论研究了N-型四能级相干原子的瞬态光学特性。理论分析表明：当信号光开启的瞬间，介质对探针光的非线性吸收从接近于零的状态迅速增加，经过驰豫振荡过程，趋于稳定状态。本文的研究结果将为吸收型光子开关的设计提供理论依据和参考。     

激光场线宽对电磁诱导吸收效应的影响

采用密度矩阵方程,在引入激光场线宽的条件下,计算了三个电偶极跃迁构成N型四能级系统中介质对探测场的吸收,从而研究激光场线宽对电磁诱导吸收效应的影响.结果表明:随着激光场线宽增大,原子相干将会减弱,从而抑制电磁诱导吸收.     

对相干态与两个原子的相互作用过程中原子与场的动力学特性

研究了对相干态(paircoherentstate)与两个二能级原子的相互作用过程中原子和场的动力学特性,并讨论了原子间的偶极相互作用对它们的影响.结果表明:辐射场的压缩以及和压缩(sumsqueezing)的幅度,出现的次数均随原子间的耦合强度的增加而迅速减小.当两个模之间的光子数差增大时,辐射场的压缩以及和压缩的幅度,出现的次数均随之减小,辐射场的两模之间的非经典相关程度减弱,模1的亚泊松分布减弱.在原子的崩溃区域,模2的亚泊松分布增强.增大q将加快原子和双模光场的能量交换. 关键词：     

相干耦合腔场中量子纠缠信息交换传递机理研究

提出了相干多模腔场-相干耦合原子相互作用系统的物理模型.利用全量子理论,研究了该系统中多光子相互作用过程的演化性质,结果表明：在多模腔场与相干耦合多原子相互作用过程中,多光子纠缠态与多原子纠缠态可以周期性的相互转换,在此过程中,同时可以实现纠缠信息的交换传递.通过对原子保真度的数值计算,给出了纠缠信息交换传递的图示说明.并进一步揭示出纠缠信息交换传递的一般特征.目前所报道的研究结果仅是本文所得普遍性结果在各种不同情况下的特例.     

微波场驱动下V型三能级原子的吸收和色散特性

当用微波场作用到V型三能级原子的两个激发态能级时,系统跃迁路径之间发生交叉耦合导致了量子相干效应.通过调节微波场的强度,可实现对原子吸收和色散性质的改变,并呈现零吸收高折射率现象.此外,微波场诱导的量子相干也可实现相对相位对探测光增益的控制.     

微波场驱动下V型三能级原子的吸收和色散特性

当用微波场作用到V型三能级原子的两个激发态能级时,系统跃迁路径之间发生交叉耦合导致了量子相干效应.通过调节微波场的强度,可实现对原子吸收和色散性质的改变,并呈现零吸收高折射率现象.此外,微波场诱导的量子相干也可实现相对相位对探测光增益的控制.     

基于Rydberg原子的超宽频带射频传感器

Rydberg原子具有极大的极化率和微波跃迁偶极矩,对外界电磁场非常敏感,可实现基于Rydberg原子的超宽频带射频电场的高分辨高灵敏测量.通过Rydberg原子的全光学无损的电磁感应透明探测手段,可以实现基于原子的快速免校准宽频带(0.01-1000 GHz)外电场的精密测量.对于频率大于1 GHz的微波场,由微波场耦合相邻Rydberg能级形成的Autler-Townes分裂进行测量;而对于频率小于1 GHz的长波射频场,由Rydberg能级的射频边带能级进行测量.这种方法是基于原子能级参数,可溯源到基本物理常量,不依赖于外界参考;且对电场无干扰,易于实现微型化和集成化,具有广泛的应用前景.本文主要综述了基于Rydberg原子的外电场测量的最新研究进展,重点介绍长波长射频场的测量,包括电场强度、频率以及极化方向的测量,详细介绍了其测量原理和探测灵敏度,并讨论了其应用前景及未来发展方向.     

Freezing light with cold atoms

The impact of disorder and localisation in electronic conduction was introduced more than half a century ago by Philip Anderson. In a much broader context of disorder-mediated wave dynamics it remains an important research area, and surprises abound. Meanwhile, research in ultracold atomic physics has led to phenomenally detailed elucidation of properties, including changes in phase, of quantum degenerate Bosonic and Fermionic gases. For example, beautiful experiments have recently demonstrated, in quasi one-dimensional systems, Anderson localisation of matter waves. In this brief essay, we describe and discuss research on wave localisation in the context of ultracold atomic physics, with a particular emphasis on light localisation in ultracold and high-density atomic gases. Essential ideas are reviewed, along with the current experimental status of the field, and promising avenues for future research are discussed.     

用于高温射频超导量子干涉器的介质谐振器的性质研究

介质谐振器是目前高温射频超导量子干涉器较常采用的一种高品质因数微波谐振器.它是由10 mm×10 mm×1 mm的SrTiO₃(STO)标准衬底及覆盖在其上的YBa₂Cu₃O_7-δ(YBCO)薄膜磁通聚焦器共同构成的.为探明磁通聚焦器构形对介质谐振器谐振频率的影响,本文采用Ansoft公司出品的HFSS高频结构仿真软件对磁通聚焦器构形不同的若干介质谐振器的谐振特性进行了仿真.结果表明:增大磁通聚焦器开     

Direct interband light absorption in a strongly oblated ellipsoidal quantum dot

Within the framework of adiabatic approximation the energy levels and direct interband light absorption in a strongly oblated ellipsoidal quantum dot are studied. Analytical expressions for the particle energy spectrum and for the absorption threshold frequencies at three regimes of quantization are obtained. Selection rules for quantum transitions are revealed.     

Acceleration of cold Rb atoms by frequency modulated light pulses

The displacement of Rb atoms in a magneto-optical trap (MOT) caused by the force of a finite time series of counter-propagating frequency modulated light pulse pairs is measured as a function of the chirp of the pulses. The frequency modulated light pulses induced ⁸⁵Rb 5²S_1/2 F=3 ↔ ⁸⁵Rb 5²P_3/2 F'=2, 3, 4 excitation and de-excitation of the atoms. The result of this excitation de-excitation process is a force causing the acceleration and, consequently, the displacement of the maximum of the spatial distribution of the trap atoms. The time dependence of the populations of the levels of the atom are calculated — including also the ⁸⁵Rb 5²S_1/2 F=2 and F'=1 states — as the result of the interaction with the finite train of counter propagating frequency modulated light pulses by the solution of the Bloch equations. As the result of the measurement the interval of the chirp of the frequency modulated light of given intensity where the transitions take place, are determined. The results of the experiment and the expectation on the basis of model calculations are in qualitative agreement.     

基于量子相干效应的无芯射频识别标签的空间散射场测量

基于原子蒸汽池中铯里德伯原子的电磁感应透明光谱在微波场作用下的Aulter-Towns效应,测量了无芯射频识别标签线形散射单元的近场散射微波电场二维空间分布,空间分辨率可达到亚微波波长.实现了射频电场极化方向与线形散射体标签夹角的有效分辨.电磁仿真软件的仿真结果与实验测量符合得很好.本研究提供了一种测量微波电场近场测量的新方法,对无芯射频识别标签的散射单元设计和标定以及电子电路的电磁辐射测量具有重要的意义.     

Two quantum oscillators coupled with a planar radio frequency ion trap

In this scheme,two quantum oscillators in a planar radio frequency ion trap are coupled by the trap electrodes.The ions motional states encode the quantum bits (qubits),and a swap gate could be achieved.Under different conditions of the experiments,the intensity of the coupling between two quantum oscillators and the dissipation of the system are calculated.We compute fidelities for a quantum swap gate and discuss experimental issues.     

相干诱导冷原子微腔中的动态光存储

将行波耦合激光、驻波光栅激光和静磁场作用于一个超冷原子系综,获得了由两个Bragg反射区和一个电磁感应透明区构成的动态可控光学微腔。对耦合激光、光栅激光和静磁场进行时间调制,将一个弱探测激光送入这一相干诱导光学微腔,使其形成周期振荡,然后再根据需要在一定时间延迟之后将其导出,将这一伴随着较弱能量损耗的探测脉冲受限传播过程视为一个有效的动态光存储机制。对提出的信息存储机制进行了数值模拟,讨论了它的优点和实用价值,提出了它的发展前景。     

Direct interband light absorption in a strongly prolated ellipsoidal quantum dot

Within the framework of adiabatic approximation the energy levels and direct interband light absorption in a strongly prolated ellipsoidal quantum dot are studied. Analytical expressions for the particle energy spectrum and for absorption threshold frequencies at three regimes of size quantization are obtained. Selection rules for quantum transitions are revealed.     

选择原子测量对原子与光场纠缠特性的影响

考虑将初始处于纠缠态的一个原子注入处于Fock态的单模腔中,并且原子与光场发生共振相互作用的情况,采用Negativity熵来描述两子系统间的纠缠,运用数值计算方法研究了腔内原子与光场间的纠缠特性.通过是否进行原子态选择性测量情况下,对腔内原子与光场间的纠缠特性的比较,讨论了腔外原子的测量对纠缠特性的影响.研究结果表明...