中间态引入量子干涉的三光子共振非简并六波混频

理论研究了五能级系统中三光子共振非简并六波混频(NSWM) 由于中间能级加入耦合光场而产生的量子干涉效应. 分析了耦合光场对三光子共振NSWM信号以及频谱的影响. 研究发现, 在强耦合场作用下, NSWM的频谱出现了Autler-Townes分裂, 它反映的是两个缀饰态的能级, 量子干涉可以使NSWM信号被抑制或增强. 提出利用量子干涉对NSWM信号产生增强作用, 可以由耦合场产生的缀饰态代替原子固有能级, 成为三光子共振的中间态, 从而控制耦合场来选择三光子共振的中间态的位置.     

微波调制的里德堡原子集体量子跳跃

对于一个三能级原子体系,原子的两个基态能级通过微波耦合起来,其中一个基态能级可被激发到里德堡态,从而可观察量子跳跃现象.本文采用量子轨线方法研究了微波调制的里德堡原子集体量子跳跃.研究结果表明,微波耦合基态能级可以提高光子关联,增强光子聚束效应,即使较少的原子中也可以观察到系统在高里德堡占据数态和低里德堡占据数态之间的切换.这一结果为将来进一步研究里德堡自旋晶格中的多体动力学提供了新思路.     

产生缀饰原子三次谐波的探讨

缀饰原子对独立能级的耦合改变了原子的本征态，从而使某些禁戒跃迁成分为可能，本文对缀饰氪原子三次谐波产生的可能性作了探讨，并将其转换效率理论计算值与裸原子作了比较。     

缀饰态理论在碰撞能量转移过程中的应用

利用缀饰态理论研究了由分子和原子组成的混合共振系统中分子和原子之间的碰撞能量转移过程.结果发现:在单模强激光场作用下,该混合共振系统由于发生了碰撞能量转移,而使得粒子在相应能级上产生重新布居,并在一定条件下呈现出量子干涉增强效应,导致了不同缀饰态能级之间出现交叠区.这一结果与现有实验报导相符,为研究多能级系统的量子干涉效应提供了一种新的理论途径.     

含多个相干耦合人工原子的单模腔的输入输出特性

在以往的腔量子电动力学(QED)系统中原子气通常被处理成单个原子,从而得到诸如拉比劈裂、单光子阻塞等现象.受益于超导电路QED的发展,超导量子比特(SQUID)可以被看成人工原子,它们之间通过LC谐振子失谐的耦合会构成人工原子间的等效相干耦合.基于此,研究了具有相干耦合的多个人工原子对单模腔输入输出的影响,并从缀饰态的角度对透射谱进行了分析.结果发现包含多个相干耦合人工原子的单模腔,其透射谱与只含单个原子的腔显著不同,更重要的是透射峰的数目并不会随着人工原子数的增加而增加,最多只有3个透射峰.为了解释这种透射谱的规律,应用全量子理论,计算了整个系统在不含耗散时单能量子情况下的本征值和本征态.原则上,有几个粒子,就会形成几个缀饰态,理论上就会出现几个透射峰.然而本文发现存在一些不包含光子成分的缀饰态,它们并不贡献透射峰.而原子数增多后会出现透射峰劈裂,这对应着能级避免交叉现象,本文从缀饰态角度进行了说明.从这些缀饰态的具体形式上很多都具有多体纠缠的性质.因此采用这样一种包含多个相干耦合人工原子的单模腔,将有利于构建多体纠缠态,在未来也可以通过透射率的变化,探知腔内多体纠缠态的形式.     

引入量子干涉的双光子共振非简并四波混频

研究了级联四能级系统中双光子共振非简并四波混频(NFWM)由于加入耦合光场而产生的量子干涉效应，发现在强耦合场作用下NFWM频谱呈现AT劈裂，它反映的是两个缀饰态的能级.量子干涉还使NFWM信号被抑制或增强.此方法牵涉到三光子共振，因此可以成为研究原子或分子高激发态的有效光谱学工具. 关键词： 四波混频 量子干涉     

多窗口可调谐电磁诱导透明研究

当两束激光以Λ-构型作用于三能级原子系统并满足双光子共振条件时，探测激光场吸收谱呈现电磁诱导透明(EIT)特征.若再加一个微波控制场作用于该三能级系统的两个低能级跃迁之间，会导致探测吸收特性明显变化，EIT窗口将发生劈裂.通过求解相应的密度矩阵方程，揭示了外加微波场作用下EIT窗口的变化规律，并给出了相应的缀饰态解释.研究结果表明，在适当的条件下, 电磁诱导透明呈现三重结构，而EIT窗口的频率位置取决于微波控制场的拉比频率及频率失谐量.因此通过改变微波控制场的参数可以实现多EIT窗口的频率调谐. 关键词： 电磁诱导透明 量子相干 频率调谐 多窗口EIT     

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。     

四能级系统中ac-Stark分裂研究

提出一双光场作用下的四能级系统,并对四能级模型的共振荧光谱作了详尽的研究.原子的共振荧光谱随Rabi频率的变化展示出能级的acStark分裂,且在很大参量范围内光谱具有这一特性.但当只有一个激发通道时不产生acStark分裂.在一定的条件下原子的共振荧光谱出现了两条黑线(darkline).可以认为acStark分裂的产生是多通道量子干涉的结果.利用缀饰态理论对acStark分裂给出很好的解释 关键词： 四能级系统模型 ac-Stark分裂 黑线(darkline) 多通道量子干涉     

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.     

外场引起的原子相干与无反转激光:V型系统

利用密度矩阵方法在裸态和缀饰态中研究了在外场引起原子相干的v型寿命自加宽能级系统中产生无反转激光的条件。发现适当选择抽运概率,该系统可以产生无反转激光。 关键词：     

动态光子晶体中V型三能级原子的自发辐射

研究了动态各向同性光子晶体中V型三能级原子的自发辐射,主要讨论了光子晶体能带带边频率受到阶跃调制和三角函数周期调制两种情况下,调制参数对占据数演化的控制作用,以及此过程中量子相干效应带来的影响.结果表明,阶跃调制时,调制发生后原子上能级劈裂出来的束缚缀饰态数目只取决于原子的跃迁频率和此时的带边频率,且与具有相同参数条件的静态情形下的相同.调制发生时刻对其后原子上能级占据数的长时演化情况有影响.随系统初态的不同,量子相干效应既可导致调制之后占据数迅速衰减,也可使原子上能级保留较多的占据数.三角函数周期调制时,原子上能级总占据数在足够长的时间之后随时间做频率近似等于调制频率的有衰减的准周期振荡.衰减率与调制频率有关,也因量子相干效应而受系统初态以及偶极矩夹角的影响.     

若干参数对多能级系统粒子数陷俘的影响

运用缀饰态理论研究在外场、真空模耦合作用下多能级系统基于量子干涉效应的粒子数陷俘现象,得到了在干涉条件下系统陷俘粒子数的解析表达式,揭示出系统寝布居、驱动场拉比频率以及能级间隔等诸因素对粒子数陷俘效应的影响。研究结果表明,在特定的寝布居条件下,系统总陷俘粒子数对驱动场拉比频率和上能级间隔的依赖关系不总是简单的单调递增（递减）下,系统总陷俘粒子地驱动场拉比频率和上能级间隔的依赖关系不总是简单的单调递     

基于简并四波混频的双信道双频段增益谱

基于大规模光通信中频分复用的需求,本文以热原子的简并四波混频为模型,研究了具有双频段特性的双信道增益光谱.一束缀饰场诱导激发态能级发生分裂,由于量子干涉效应,四波混频信号的增益在双光子共振处被抑制,从而使增益谱线的包络由单频段转变为"M"型的双频段结构.同时,缀饰场还提高了相干基态的原子布居,进一步增强了四波混频信号的强度.最终实验上在铯原子气室内获得了一对具备双频段的双信道高增益光谱,并通过调节缀饰场的强度和频率失谐,实现了对双增益峰频率间隔的有效操控.     

非旋波近似下Λ型三能级原子与相干态光场的量子纠缠

在非旋波近似下,利用相干态正交化展开方法,对相干态光场与Λ型三能级原子相互作用的量子场熵进行了精确求解.利用量子熵理论讨论了耦合强度、平均光子数以及初始时刻原子处于不同的能级对量子纠缠的影响.数值计算的结果表明:当初始时刻原子处于激发态时,量子纠缠在较短的时间内就能演化到最大值,随着平均光子数的增大,纠缠演化的周期性逐渐明显;原子初始时刻处于三个能级的叠加态会使初始阶段量子纠缠显著降低;与旋波近似下的结果不同的是,随着耦合强度以及平均光子数的增加,非旋波项的贡献显著增强,使得量子纠缠演化曲线出现小锯齿状的振荡.     

双缀饰选择反射光谱的研究

研究了薄原子蒸气中Y型四能级系统的双缀饰选择反射光谱(DSR),其线型是三条色散曲线的叠加,其中两条反常色散线型对应于双缀饰电磁感应透明(DEIT).与单光子选择反射光谱(SR）相似,DSR也具有明显的Dicke窄化现象.由于暗态超慢原子的贡献和原子跃迁的量子相干效应,从DSR光谱可观察到显著的群速变慢效应.     

K_2分子在强激光场下的量子调控:缀饰态选择性分布

利用含时量子波包法理论研究了分子在强激光场条件下的量子调控.选取K2分子的三态模型(基态|X〉、激发态|B〉和电离态|X+〉)作为研究对象.在强激光场的作用下,激发态|B〉缀饰成两个子态:|α〉态和|β〉态.分析K2分子电离后的光电子能谱,可以得到缀饰态|α〉和|β〉的能量和概率分布信息.同时,根据分子的缀饰态理论,提出了K2分子的缀饰态选择性分布方案.研究表明:调节激光场的强度可以实现对缀饰态能量的调控,改变激光场的波长可以实现对缀饰态概率的选择性分布.     

在缀饰场中四能级“Ladder”系统的布局数转移

利用"反直觉"频率啁啾激光脉冲分析了偶能级ladder系统的布局数迁移,其中在缀饰激光场作用下N-2个中间态进行耦合.作为偶能级ladder系统的代表,我们着重分析了四能级ladder系统.研究发现如果缀饰激光场足够强且发生共振,则在能级1和能级4之间发生完全布局数迁移必须要求有一个恰当的脉冲叠加面积,调谐pump激光和stokes激光,使其中一个缀饰中间态发生共振,则可以使这个四能级系统简化为三能级系统.     

非旋波近似下Λ型三能级原子与相干态光场的量子纠缠

在非旋波近似下,利用相干态正交化展开方法,对相干态光场与Λ型三能级原子相互作用的量子场熵进行了精确求解.利用量子熵理论讨论了耦合强度、平均光子数以及初始时刻原子处于不同的能级对量子纠缠的影响.数值计算的结果表明：当初始时刻原子处于激发态时,量子纠缠在较短的时间内就能演化到最大值,随着平均光子数的增大,纠缠演化的周期性逐渐明显|原子初始时刻处于三个能级的叠加态会使初始阶段量子纠缠显著降低|与旋波近似下的结果不同的是,随着耦合强度以及平均光子数的增加,非旋波项的贡献显著增强,使得量子纠缠演化曲线出现小锯齿状的振荡.     

双模腔场与一个V型三能级原子共振相互作用的量子统计性质

采用全量子理论和数值计算方法,研究了初始处于相干态的双模腔场与一个V型三能级原子共振相互作用的量子统计性质,讨论了在没有对原子进行态选择性测量、直接对原子进行态选择性测量和应用经典微波场并对原子进行态选择性测量的三种情况下,腔模平均光子数、耦合系数及相互作用时间对亚泊松统计、模间相干性、光子聚束反聚束效应和违背Cauchy-Schwarz不等式的影响。结果表明:对原子进行态选择性测量后,亚泊松统计特性明显地增强、模间反相关性明显地减弱、Cauchy-Schwarz不等式总是被违背;两个腔模平均光子数差比较大时,对原子进行态选择性测量后,a模腔场总是呈现反聚束效应。