F-P腔内自旋轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体的色散研究

计算分析了处于单模Fabry-Pérot腔内的无相互作用玻色-爱因斯坦凝聚体在引入自旋轨道耦合作用下的色散关系. F-P腔为冷原子系统提供了量子化的光晶格,利用紧束缚近似和平均场近似进行二次量子化,选取合适的腔参数得到单原子缀饰态能级的具体表达式.两束弱的Raman激光和外加磁场作用于玻色-爱因斯坦凝聚体,实现了有效的自旋轨道耦合,提供了一个人工规范势,使玻色-爱因斯坦凝聚体中产生了沿腔轴方向一维的高度可控的狄拉克点.     

自旋-轨道耦合二分量玻色-爱因斯坦凝聚系统的孤子解

在旋量玻色-爱因斯坦凝聚体中,孤子态作为宏观量子效应的典型状态,可以通过自旋-轨道耦合进行调控,这使得对自旋-轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体中孤子的研究成为近年来超冷原子领域研究的重要课题之一.本文研究了描述一维自旋-轨道耦合二分量玻色-爱因斯坦凝聚体Gross-Pitaevskii方程的精确求解,利用直接假设及可积约化方法,给出了系统多种类型的孤子解,讨论了相应的孤子动力学以及自旋-轨道耦合效应对系统的量子磁化和自旋-极化态的影响.     

自旋轨道耦合的23Na自旋-1玻色-爱因斯坦凝聚体中的涡旋斑图的研究

利用阻尼映射Gross-Pitaevkii方程, 研究了二维体系中自旋轨道耦合的 ²³Na自旋-1 玻色-爱因斯坦凝聚体中的涡旋斑图, 探索自旋轨道耦合强度对涡旋斑图的影响. 研究发现, 较弱的自旋轨道耦合就可以完全破坏不考虑自旋轨道耦合情况下出现的周期性涡旋晶格; 在自旋轨道耦合较强的情况下, 各自旋态的涡旋易形成涡旋组, 它们绕凝聚体中心形成花瓣状涡旋斑图. 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚体 自旋 涡旋     

旋量玻色-爱因斯坦凝聚体拓扑性质的研究进展

实现玻色-爱因斯坦凝聚的原子大多具备内部自旋自由度,在光势阱下原子内部自旋被解冻,从而使原子可以凝聚到各个超精细量子态上,形成旋量玻色-爱因斯坦凝聚体.灵活的自旋自由度成为体系相关的动力学变量,可以使体系出现新奇的拓扑量子态,如自旋畴壁、涡旋、磁单极子、斯格明子等.本文综述了旋量玻色-爱因斯坦凝聚的实验和理论研究,旋量玻色-爱因斯坦凝聚体中拓扑缺陷的种类,以及两分量、三分量玻色-爱因斯坦凝聚体中拓扑缺陷的研究进展.     

自旋轨道耦合诱导的调制不稳定性

原子玻色-爱因斯坦凝聚体的调制稳定性决定了凝聚体的超流属性,是超冷原子物理研究的重要内容。在由拉曼光形成的自旋轨道耦合的玻色-爱因斯坦凝聚体中,存在4种不同的零动量本征态,由于自旋轨道耦合的存在,其中两种态载有流,另两种态不载流。通过对它们进行调制稳定性分析,发现无论在什么参数空间,这4种态都是调制不稳定的,即自旋轨道耦合总是能够诱导出调制不稳定性。这些态的动力学演化揭示调制不稳定性能够产生复杂的图案。     

两耦合玻色-爱因斯坦凝聚体间的量子相干振荡

理论上考察了两耦合玻色-爱因斯坦凝聚体间的相干原子振荡,我们用时空不能完全分离的波函数去描述囚禁在双磁阱中的玻色-爱因斯坦凝聚体,根据托马斯-费米近似,得到两凝聚体的相位差和布局数随时间的演化方程,应用数值计算的方法,考察了相干原子遂穿和宏观量子自囚禁效应.这些研究结果和采用双模时空分离波函数近似法得到的结果进行了比较.     

虚光场对双模SU(1,1)相干态光场与原子玻色-爱因斯坦凝聚体相互作用系统中量子纠缠的影响

在双模SU(1,1)相干态光场和原子玻色-爱因斯坦凝聚体相互作用系统中, 应用全量子理论, 在非旋波近似下, 分别利用量子约化熵和量子相对熵, 研究了双模SU(1,1)相干态光场与原子玻色-爱因斯坦凝聚体间的量子纠缠和双模光场的模间纠缠, 讨论了虚光场、原子-场的耦合常数和光场参数对场-凝聚体原子纠缠和光场模间纠缠的影响.     

具有纠缠序参量的玻色-爱因斯坦凝聚体

对最近提出的具有纠缠序参量的玻色-爱因斯坦凝聚体作通俗简要的介绍.在这个凝聚体中,不同种原子间形成自旋纠缠的原子对,而系统就在这个纠缠对上发生玻色-爱因斯坦凝聚.     

光场-原子BEC相互作用系统的量子相关性质

运用全量子理论,在Bogoliubov近似下研究了光场与二能级原子玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)相互作用系统的量子相关性质,结果表明:光场和原子玻色-爱因斯坦凝聚体在相互作用过程中,其量子相关性质保持不变.     

简谐+四次势中自旋轨道耦合旋转玻色-爱因斯坦凝聚体的基态结构

研究了囚禁于简谐+四次势中具有自旋轨道耦合相互作用的旋转玻色-爱因斯坦凝聚体的基态结构; 考虑了自旋轨道耦合相互作用和旋转对基态结构的影响; 结果发现在自旋轨道耦合相互作用与旋转共同作用下, 系统呈现出丰富且新奇的基态结构, 如条形、双排和蛇皮花斑状等.     

具有纠缠序参量的玻色-爱因斯坦凝聚体

对最近提出的具有纠缠序参量的玻色-爱因斯坦凝聚体作通俗简要的介绍．在这个凝聚体中，不同种原子间形成自旋纠缠的原子对，而系统就在这个纠缠对上发生玻色-爱因斯坦凝聚.     

原子间相互作用对原子激光压缩性质的影响

研究了原子间相互作用对光场与原子玻色-爱因斯坦凝聚体相互作用系统中耦合输出的相干原子束压缩性质的影响．结果表明：原子激光的两正交分量的涨落均可压缩，玻色-爱因斯坦凝聚体中原子间的相互作用不利于原子激光的压缩． 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚 压缩相干态光场 压缩原子激光     

玻色子多体系统的平均场理论:玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)的冷却与激发

用量子主方程的平均场近似和代数动力学研究玻色-爱因斯坦凝聚体的sympathetic cooling; 用玻色-爱因斯坦凝聚体波函数的运动方程的平均场近似 非线性薛定谔方程研究玻色 爱因斯坦凝聚体的暗孤子和明孤子激发.     

三体相互作用下三势阱中玻色-爱因斯坦凝聚体的稳定性研究

着重研究受到非弹性碰撞相互作用,即考虑有三体复合耗散和原子填充时三势阱中玻色-爱因斯坦凝聚体的动力学性质.运用三模近似,得到三个耦合的GP方程,用数值的方法得到不同散射长度的数值结果,展示了玻色-爱因斯坦凝聚体在零相位和π相位时,会出现自俘获及量子隧穿现象,且定态解的稳定性与相位有关.     

偶极相互作用对自旋轨道耦合自旋-1凝聚体中磁畴分布的影响

研究准一维简谐势阱中存在自旋轨道耦合（SOC）的自旋-1偶极玻色-爱因斯坦凝聚体,数值求解旋量Gross-Pitaevskii方程,给出磁畴的分布。计算结果表明：磁畴结构与偶极-偶极相互作用（DDIs）密切相关,随着自旋轨道耦合强度和磁化强度的增强,原来的空间对称分布被破坏,随之出现新的分布模式。     

原子间相互作用对光场和原子激光压缩性质的影响

对文献中给出的光场与二能级原子玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)相互作用系统的哈密顿量进行分析，表明文献中对原子间相互作用部分的处理有不合理之处，文献中的处理过高估计了原子间相互作用的贡献，从而对该哈密顿量作出了改进.用改进的哈密顿量解析地求解了非旋波近似下光子和原子算符的运动方程，并结合BEC的有关实验条件对哈密顿量中的有关参数作出了估计，研究了光场与原子玻色-爱因斯坦凝聚体相互作用系统中，光场和耦合输出相干原子束的压缩性质.结果表明：光场两正交分量的涨落均随时间按余弦规律周期性地变化，原子激光的两正交分量 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚 压缩相干态 光场的正交压缩 压缩原子激光     

虚光场对玻色-爱因斯坦凝聚体与二项式光场相互作用系统中光场压缩性质的影响

在二项式光场和二能级原子玻色-爱因斯坦凝聚体相互作用系统中, 应用全量子理论, 分别在旋波近似和非旋波近似下, 研究了光场的压缩特性以及原子本征频率、原子-光场的耦合系数、光场参数以及虚光场对系统光场压缩特性的影响. 研究表明, 光场的两个正交分量均被周期性压缩, 光场压缩持续时间与原子的本征频率有关, 压缩深度与二项式光场概率分布参数和虚光场有关, 光场与原子的耦合系数决定了光场涨落的崩塌-回复频率. 关键词： 量子光学 玻色-爱因斯坦凝聚 虚光场 光场压缩     

梯度磁场中自旋-轨道耦合旋转两分量玻色-爱因斯坦凝聚体的基态研究

利用准二维Gross-Pitaevskii方程,研究了在梯度磁场中具有自旋-轨道耦合的旋转两分量玻色-爱因斯坦凝聚体的基态结构.探索了自旋-轨道耦合作用和梯度磁场对基态的影响.结果发现,在梯度磁场下,随着自旋-轨道耦合强度增大,基态结构由skyrmion格子逐渐过渡为skyrmion列.对于弱自旋-轨道耦合和小旋转频率情况,增大磁场梯度强度可导致基态由平面波相转变为half-skyrmion;对于强自旋-轨道耦合和大旋转频率情况,梯度磁场可诱导hidden涡旋的产生.梯度磁场、自旋-轨道耦合和旋转作为体系的调控参数,可用于控制不同基态相间的转化.     

玻色凝聚的原子自旋链中的非线性自旋波

研究了囚禁在光晶格中的旋量玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)形成的原子自旋链中的相干非线性自旋波的激发与调制不稳定性.通过解析分析，得到了调制不稳定性的一般判据以及其对原子自旋的长程耦合的依赖关系.在蓝失谐和红失谐光晶格的情况下，分别具体分析了长程非线性自旋耦合，包括光诱导的和静磁诱导的偶极-偶极相互作用对相干自旋波调制不稳定性的影响.     

环形势阱中自旋-轨道耦合旋转玻色-爱因斯坦凝聚体的基态

研究了在环形势阱中自旋-轨道耦合旋转玻色-爱因斯坦凝聚体的基态结构.探索了自旋-轨道耦合作用和旋转效应对基态的影响.结果发现,在环形势阱下,基态结构呈现环形分布的half-skyrmion链.调节自旋-轨道耦合强度,不仅可以改变体系内half-skyrmion数量,而且能够调控half-skyrmion环形排列的对称性.随着旋转频率增大,体系从平面波相转化为环形对称排列的half-skyrmion链相,最后过渡到三角格子的half-skyrmion相.讨论了自旋相互作用和势阱形状对基态的影响.自旋-轨道耦合强度和旋转频率作为体系的调控参数,可用于控制不同基态相间的转化.