原子运动与场频率变化操控下的场熵演化及量子态制备

在旋波近似下,同时考虑原子运动和光场频率随时间作正弦函数变化,研究了二能级原子与单模辐射场相互作用系统中场的量子约化熵的演化规律.运用数值计算的方法分别给出了在不考虑原子的运动和考虑原子的运动的情况下场熵随时间的演化曲线,讨论了原子运动、场模结构、场频率的幅值和角频率变化对场熵的影响.根据Schmidt分解定理,解析制...     

原子运动与场频率变化操控下的场熵演化及量子态制备

在旋波近似下,同时考虑原子运动和光场频率随时间作正弦函数变化,研究了二能级原子与单模辐射场相互作用系统中场的量子约化熵的演化规律.运用数值计算的方法分别给出了在不考虑原子的运动和考虑原子的运动的情况下场熵随时间的演化曲线,讨论了原子运动、场模结构、场频率的幅值和角频率变化对场熵的影响.根据Schmidt分解定理,解析制备了光场与原子的纠缠态、光场偶数态及原子相干叠加态,获得了调控和制备上述量子态的系统参量.研究结果表明:场熵的演化受场频率变化的调制,场频率变化的幅值增大会削弱场与原子的相互作用,场熵演化的周期性与场频率变化一致|原子的运动导致了场熵演化周期加倍|在场频率变化的角频率一定的情形下,场熵演化规律与场模结构参量的奇偶性有关|无论原子运动与否,都可周期性制备场-原子的近似EPR态.     

三能级运动原子与单模场相互作用系统中场(原子)熵的演化

在共振和远离共振情况下,具体讨论了初始平均光子数、原子运动和场模结构参数对三能级运动原子与单模场相互作用系统中场(原子)熵演化的影响.结果显示:原子运动导致场熵演化具有周期性,这种周期性并不依赖场的统计分布和强度而是依赖于原子运动和场模结构参数εp.不论是共振情况还是远离共振情况,在选取合适的参数εp(这种选取在实验上是可能的)时,我们都能得到较长时间的纯态光场.     

单个二能级超冷原子在多个单模腔场间的共振隧穿和光子辐射

考虑单个二能级超冷原子穿过多个空间分离的单模腔场，研究原子质心运动的动能、腔长和腔间距对原子透射率和光子辐射率的影响.在腔间距等于原子质心运动de Broglie波的半波长整数倍时，结果表明，原子透射率和光子辐射率在多腔系统中出现多共振峰结构.这一结果说明，可以通过一系列腔的安排在宏观上实现对超冷原子质心运动波函数的调制. 关键词： 超冷原子 单模腔场 共振隧穿     

与双原子相互作用的双模关联场的相位性质

根据Pegg和Barnett相位理论研究了与双原子相互作用的双模SU（1,1）相干场的相位特性,证明了光场每个模的相位及两个模的相位差均保持随机分布,给出了光场两个模的相位和方差的表达式,揭示了在适当的初始条件下,系统呈现原子的相干捕获现象。     

双模压缩真空态与运动原子相互作用系统的场熵演化特性

利用全量子理论,研究了双模压缩真空场与运动原子相互作用系统的场熵演化特性,讨论了不同初始状态态下原子的运动速度、模场结构对场熵的影响。结果表明,场熵通过时间因子sin2(εpgt/2)度与场模结构参数,原子运动和场模结构引起了附加的“熵振荡”。     

双频场作用下三能级原子的动力学行为

求得双频场作用下串接型三能级原子系统哈密顿量的本征函数和本征值.从而给出任意初始原子态和任意偏调情况下,原子系统随时间的演化公式.研究了能级布居数和原子极化与光强的关系.揭示了原子初始条件和光场相对相位对原子动力学行为的影响.在相对相位为π时,原子场耦合最小,在特殊情况下为零.     

双光子过程中模场与运动原子相互作用的非经典性质

研究了双光子过程中模场与运动原子相互作用的非经典性质,讨论了原子运动和模结构对模场非经典性质的影响。     

原子运动和场模结构对原子动力学特性的影响

研究了双光子Jaynes-Cummings(J-C)模型中原子的动力学特性,讨论了在不同初态下,原子运动和场模结构对体系中原子反转的演化特性及原子偶极矩k阶压缩的影响.研究结果表明,原子的动力学特性不仅决定于原子和场的初态参量,而且通过时间因子g^Θ(t)=2^-1gt-(4_p)^-1sin(2_pgt)决定于原子的运动速度与场模结构参量.     

原子质心运动的量子效应对光场量子噪声压缩的影响

考虑JaynesCummings模型中与光场相互作用的原子为超冷原子,讨论了原子质心运动的量子效应对光场两正交分量量子噪声压缩的影响,结果表明,在JaynesCummings模型中,原子质心运动的量子效应增加光场两正交分量的量子噪声,使其压缩效应消失 关键词： 超冷原子 质心运动的量子效应 光场量子噪声压缩     

与量子光场相互作用的运动原子的熵压缩

运用量子信息熵理论,研究了与量子光场相互作用的二能级运动原子的熵压缩,讨论了原子运动和场模结构对原子熵压缩的影响,并且比较了分别从基于信息熵测不准关系和海森伯测不准关系出发得出的结果,表明原子的运动导致了原子熵压缩的周期性演化;随着场模结构参量的增大,熵压缩的演化周期缩短,压缩时间延长;选择适当的系统参量,运动原子能够呈现长时间的持续熵压缩效应。当原子反转为零时,基于海伯堡测不准关系的方差压缩定义不再有效,而熵压缩实现了对原子压缩效应的高灵敏量度。     

Geometric phase of a moving three-level atom

In this paper, we investigate the geometric phase of the field interacting with Ξ-type moving three-level atom. The results show that the atomic motion and the field mode structure play an important roles in the evolution of the system dynamics and geometric phase. We test this observation with experimentally accessible parameters and some new aspects are obtained.     

含原子运动的Jaynes-Cummings模型中的量子态保真度

研究了相干光场作用下的含原子运动的Jaynes-Cummings模型中体系量子态保真度,讨论了不同的原子初态条件下,原子的运动和场模结构对体系中的量子态保真度的影响。结果表明：在一定的条件下,原子运动的速度和场模结构参数可调制相互作用体系的量子态保真度。     

Momentum Transfer and Effect of Motion of Atomic Mass Centre on an Atom-Cavity System

For a special ∧-type atom with dark state, the problem of momentum transfer is discussed in detail. Effect of moving mass centre on atomic dynamics for various initial conditions is also studied. The numerical results show that the Doppler effect exercised by the motion of atomic mass centre can lead to the modified phenomenon of oscillation collapse and revival in the transition probability and the atomic population inversion.     

The effect of atomic motion and two-quanta JCM on the information entropy

We study the interaction between a moving two-level atom and a single-mode field. The coupled atom-cavity system with atomic center-of-mass motion included is modeled by considering the dependence of the atomic motion along z-axis. At exact resonance between the internal atomic transition and the cavity eigenfrequency, an exact solution of the system is obtained and periodically modulated Rabi oscillations and regular translational motion are observed. We focused on the dynamics of both field Wehrl entropy and Wehrl phase distribution. The influence of the atomic motion on the evolution of von Neumann entropy and Wehrl entropy is examined. The results show that the atomic motion and the field-mode structure play important roles in the evolution of the von Neumann entropy, Wehrl entropy and Wehrl PD.     

Influence of the Structure of Field Invariants on the Kinetics of Forming Two-Dimensional Dissipative Atomic Lattices

The properties of field invariants (ellipticity, intensity, total phase, and rotation angles of the polarization ellipse) for 3- and 4-beam 2D configurations are examined. In the sub-Doppler cooling approximation, the structure of the radiation force and diffusion tensor resolved into spatial gradients of field invariants is presented. The atomic dynamics is modeled numerically based on the Langevin equation. The dependence of the spatial structure of field invariants on the spatial structure of the atomic lattice is demonstrated on examples of specific models.     

原子质心运动对二能级原子发射谱的影响

研究了质心做谐振运动的二能级原子的发射谱. 当原子质心运动与光场无关联时，原子质心运动不影响原子发射谱的相位敏感性，随着原子质心运动平均能量的增加，原子发射谱峰间的相对距离变小，峰高的变化与原子质心运动和光场所处的状态有关. 当原子质心运动与光场有关联时，原子发射谱不依赖于光场与原子偶极矩的相对相位，在适当条件下原子发射谱峰的数目减少，峰高增大，峰宽变小. 关键词： 原子质心运动 二能级原子 原子发射谱 SU(2)相干态     

Atomic self-trapping induced by single-atom lasing

We study atomic center of mass motion and field dynamics of a single-atom laser consisting of a single incoherently pumped free atom moving in an optical high-Q resonator. For sufficient pumping, the system starts lasing whenever the atom is close to a field antinode. If the field mode eigenfrequency is larger than the atomic transition frequency, the generated laser light attracts the atom to the field antinode and cools its motion. Using quantum Monte Carlo wave function simulations, we investigate this coupled atom-field dynamics including photon recoil and cavity decay. In the regime of strong coupling, the generated field shows strong nonclassical features such as photon antibunching, and the atom is spatially confined and cooled to sub-Doppler temperatures.     

具有原子运动的双光子J-C模型中量子力学通道与量子互熵

用量子信息理论研究具有原子运动的双光子Jaynes_Cumming模型动力学.给出了该模型中表示原子态变化的量子力学通道，导出了量子互熵和原子约化熵，考察了原子运动及场模结构对量子互熵的影响，以及原子量子力学通道“开启”与“关闭”状态和原子与场纠缠程度的关系.结果表明量子力学通道特性强烈依赖于原子运动、场模结构以及原子与场的纠缠. 关键词： 双光子J_C模型 原子运动 量子互熵 量子约化熵 量子学通道