二能级系统光子回波在缀饰态表象中的动态分析

采用布洛赫矢量方法,从量子干涉角度,用缀饰态理论对二能级系统光子回波机理进行了分析,清晰地给出了光与原子相互作用过程的物理描述.探讨了绝热条件下光子回波技术对量子信息存储和信息提取的动态过程.结果表明,二能级跃迁第一个脉冲将信息写入介质,第二个脉冲为信息读出提供条件,让布洛赫矢量的v、w分量反转,此后写入的信息以光子回波的形式再现,即光子回波实质是光信息的写入和读出过程.

双共振激发多光子电离过程中电离光电子谱的量子相干调制

利用缀饰态和微扰理论,研究了双共振激发多光子电离过程中电离光电子谱的量子相干特性,讨论了强场作用下激发脉冲的面积和脉冲间的延迟对多光子电离光电子谱的影响.结果表明,脉冲面积和脉冲间的延迟对电离光电子谱有明显的调制作用.当第一个脉冲的面积和脉冲间的延迟选取合适时,实现了多光子电离光电子谱Autler-Townes分裂以及电离光电子谱中干涉条纹的控制,并且利用这一量子相干控制实现了粒子在两个缀饰态之间的选择性布居;第二个脉冲面积的变化不影响两个缀饰态上的粒子布居几率,但对电离光电子谱有着明显的调制作用.

倒Y型四能级原子系统中电磁诱导透明的相干控制

研究了倒Y型四能级原子系统中相干控制电磁诱导透明.应用微扰理论给出一阶近似条件下,不同控制场原子系统对探测光场响应的解析式及电磁诱导透明窗宽度的解析式.在探测场为弱场时,分析了系统中控制光场强度、耦合光场强度及其失谐量对电磁诱导透明窗的影响.研究发现电磁诱导透明窗随控制光场强度的增强变宽,而随耦合光场强度的增强变窄,当探测光场与耦合光场偏离双光子共振时,透明窗外的吸收增加,透明窗变宽.在弱探测场、弱控制场条件下,分析了初始时刻原子处在相干叠加态时的相对相位、相对强度与探测场和控制场的相对相位等对系统吸收特性及透明窗的影响.结果表明探测场与控制场的相对相位对吸收的影响与相干叠加态中两能级之间几率幅的相对相位对吸收的影响作用相反,系统在两下能级干涉极大时,存在一个很宽的透明带.应用缀饰态理论和量子相干理论对所得结果进行了解释.

钾原子4p能级Autler-Townes分裂的相干控制

用缀饰态理论研究了延迟双脉冲作用下钾原子4p能级的粒子布局特征,得出缀饰态粒子布局几率与脉冲强度、延迟时间之间的关系,进而讨论当第一个脉冲面积为0.5π时,脉冲间延迟时间与4p能级Autler-Townes分裂的关系.选择合适的延迟时间可实现粒子在4p能级缀饰态的选择布局,从而控制Autler-Townes分裂.

二能级和Λ型三能级系统中粒子布居的完全转移

采用缀饰态理论和能级交叉技术,分析了二能级和Λ型三能级系统的Stark快速绝热过程(Stark-Chirped Rapid Adiabatic Passage,简称SCRAP).SCRAP过程使用了两束激光脉冲,一束为近共振的泵浦脉冲,把粒子从基态驱动到激发态;另一束为远离共振的强Stark脉冲,它调节两能态之间的玻尔频率,使其与泵浦跃迁频率达到共振,产生两个交叉点.结果表明,适当选择脉冲间的延迟时间,可使泵浦脉冲在一个交叉点周围足够强,在另一个交叉点周围足够弱,粒子从基态转移到激发态的效率可以达到最大值1.

Λ-型三能级系统中粒子布居转移

目的研究Λ-型三能级系统中Stark啁啾快速绝热通道技术(SCRAP)。方法采用能级交叉技术和缀饰态理论。结果使用一束远离共振的强Stark脉冲来调节能级之间的玻尔频率,使其与耦合光频率达到共振,产生2个交叉点。结论选择脉冲间的延迟时间,使得耦合光在一个交叉点周围足够强,在另一个周围足够弱,粒子从基态转移到激发态的效率可以达到1。

五能级M型原子的自发辐射相干控制

基于相干场控制和自发产生相干(SGC)效应,研究了五能级M型原子的自发辐射特性。对于存在3个相干场驱动的五能级原子,考虑由2个上能级到同一低能级的跃迁之间的SGC效应,采用迭代方法给出了自发辐射谱的解析解。利用缀饰态理论分别给出了强、弱耦合下的原子能级图,进而讨论了量子干涉效应与外场的Rabi频率对自发辐射的影响。研究发现,通过控制Rabi频率可以实现对暗线以及超窄谱线的调控。