依赖于时间的Jaynes-Cummings模型中原子反转的演化

利用龙格—库塔数值技术对多个方程组连续进行积分,提出了一种处理依赖于时间的Jaynes—Cummings模型的普遍方法.并用它来研究一个二能级原子与电磁场相互作用中原子反转的时间演化问题.

多光子Buck—Sukumar模型中原子反转的量子崩溃和再生

为了反映原子与光场的多光子相互作用对光场强度的依赖性,我们最近将Buck—Sukumar模型推广到多光子跃迁过程: H=ωa+a+ωoSz+ε(S+aK（a+a）1/2+（a+a）1/2a+KS-)（1）式中a+和a是频率为ω的光场的产生和消灭算符,Sz和S±是二能级原子的反转和跃迁算符,其跃迁频率为ω,ε是原子和场的耦合系数。

超几何光场态与二能级原子相互作用中原子反转的演化及光场的反聚束效应

研究作为二项式态单参数推广的超几何态与二能级原子的强度耦合相互作用．讨论了原子反转的动力学演化以及光场的反聚束效应．

非简并拉曼过程中交流斯塔克位移对原子反转的影响

利用修正后的有效哈密顿量计算非简并拉曼（Ｒａｍａｎ）过程中原子反转的演化，并研究交流斯塔克（Ｓｔａｒｋ）位移对拉比（Ｒａｂｉ）振荡的崩溃和再生的影响。结果发现，交流斯塔克位移的存在使得非简并拉曼过程中原子反转的崩溃与再生现象呈现较好的周期性。

混态J—C模型中原子能级布居数反转的演化

通常人们研究辐射场与一个二能级原子的相互作用时,一般都假定初始时原子处于基态或激发态。在存在热扰动的腔内原子系统,一般很难达到这种纯态模型。本文假定初始时原子处于一种统计混合态,在原子能级的初始统计混合布居几率中引入反映二能级系统态的特征量—赝自旋算符S,在原子处于各种统计混合初态下,借助于数值计算,研究了热腔原子系统能级布居数反转的时间演化规律。 这里仍假定初始激发场态为Glauber相干态,按照通常的方法可计算出在共振条件下任意时刻系统的态矢为:

多光子Jaynes-Cummings模型中原子反转的崩溃和再生效应

本文应用比较简单的方法精确求解了多光子Jaynes-Cummings模型的原子反转算符的般解和近似分析了原子反转的崩溃和再生行为,并给出崩溃和再生时间。

多光子跃迁下Glauber-Lanchs态与运动二能级原子相互作用系统的粒子布局数反转

利用全量子理论,研究了多光子跃迁下Glauber-Lanchs态光场与运动二能级原子相互作用系统的粒子布局数反转.讨论了原子的初始状态、热平均光子数、场模结构参数、相干平均光子数、跃迁光子数对系统粒子布局数反转的影响.结果表明:场模结构参数影响系统粒子布局数反转的振荡周期及振幅大小;原子初始状态、热平均光子数影响粒子布局数反转的振荡幅度;相干平均光子数及跃迁光子数选取不同,系统量子态的原子布局数反转表现出不同的规律.

压缩真空场与原子非线性作用系统中原子的量子特性

研究了附加克尔介质的压缩真空场与二能级原子依赖强度耦合相互作用系统中原子的反转特性 ,并采用密度算符间的距离研究了该模型中原子量子态的演化规律。详细地讨论了克尔非线性作用的强度以及初始压缩真空场的压缩度对原子反转和原子量子态演化的影响。

附加克尔介质依赖强度耦合J-C模型中原子的量子特性

研究了附加克尔介质依赖强度耦合Jaynes-Cummings模型中原子反转特性,并采用密度算符间的距离研究了该模型中原子量子态的演化规律。详细地讨论了克尔非线性作用的强弱以及初始相干光场的强弱对原子反转和原子量子态的演化的影响。结果表明:克尔效应的增强使得原子反转演化的周期减小(gtR≈);在初始相干光场较弱时(n=10),克尔介质的非线性相互作用破坏了原子态演化的周期性,但在初始相干光场较强时(n=50),克尔效应使原子态的演化仍近似具有周期性,且与原子反转演化的周期相同(gtR≈)。无论初始相干光场强弱如何,随着克尔效应的增强,原子回到初态的布居几率增大,当x/g=5时,原子几乎持续地处于初始的激发态。

双光子Jaynes-Cummings模型中运动原子与光场的纠缠特性

用量子信息理论研究具有原子运动的双光子Jaynes-Cummings模型中运动原子与光场的纠缠特性。结果表明:当运动原子的场模结构参数p取值较小时,系统的纠缠度不具有周期振荡特性,在p取值较大时,系统的纠缠度有明显的周期振荡特性,且振荡周期是原子静止情况下的2倍;在运动原子处于基态或激发态时,系统处于消纠缠状态,当运动原子处在相干叠加态时,原子才与场发生纠缠。

原子的压缩效应及动力学特性

为了探讨双模光场与物质相互作用过程中原子的动力学行为及压缩效应，作者从二能级原子与光场相互作用的有效哈密顿量出发，推导出原子反转算符的期望值及原子的压缩效应与耦合常数Ｇ之间的关系，最后运用数值计算法及相应的图形进一步加以说明．结果表明：当场模与原子相互作用比较强时，原子压缩效应显著增强，并且原子反转、原子偶极吸收部分及原子偶极色散部分都呈现比较明显的周期性崩坍与复原现象．但当耦合太弱或过强时，崩坍区与回复区消失．可见，选择此模型在很大程度上可减小原子行为引起的量子噪声．

附加Kerr介质依赖强度耦合负二项式光场与二能级原子的相互作用

采用数值计算的方法,研究了有Kerr介质存在时负二项式光场与二能级原子依赖强度耦合相互作用系统中原子布居反转的时间演化规律,讨论了Kerr介质和光场参量对原子反转的时间演化的影响.

运动双原子与腔场作用模型中原子布居的演化

为了找出原子运动对原子布居演化的影响,通过建立两原子在一光学谐振腔中运动的模型,用量子力学分析原子具有不同速度时两原子布居数演化.研究结果表明,当光学腔中光场处于相干态,而原子处于运动中时,两原子的能级布居演化与光学腔场模结构相关联.假如初始时刻原子的位置固定在腔中某一位置,两原子的布居演化在少光子数呈现出周期性,多光子数时表现出崩塌和回复现象;假如初始时刻两原子在光学腔相干态光场中处于运动状态,则两原子的布居数随时间的变化将呈现出周期性.通过设定两原子以不同运动速度沿谐振腔轴向运动,得到原子布居数以不同周期演化,演化周期为两原子与场耦合系数变化周期的最小公倍数.在光场平均光子数增多时,原子布居数振荡将加快.演化程度与两原子初始态有关.在光场平均光子数较少时,两运动原子的布居数演化显得规则有序.因而,通过适当的选择两原子的速度和初始光场,就能对两原子的布局数演化的程度和周期进行控制.

微波激射器注入原子的反转特性

建立了含克尔介质微波激射器腔场稳态光子数分布的表达式 .研究了在热原子、临界和超冷原子的方式下微波激射器中原子在稳态时的反转特性 .结果表明 :注入的二能级原子在不同方式下 ,原子的反转特性不一样 .在热原子方式下 ,原子在一部分腔长L的区域无反转 ,且随原子注入速率的增大 ,反转区域和反转概率增大 .在临界方式下 ,原子的反转呈现周期性的坍塌和复苏现象 .而在冷原子方式下 ,原子在腔长L的全部区域无反转 .克尔效应和失谐量使原子的反转概率减小 .

非旋波近似下频率变化的光场对原子布居反转的调控

利用相干态正交化展开方法,在非旋波近似下研究了原子的布居反转随时间的演化情况.数值计算的结果表明了,场频以及耦合强度不随时间变化时,布居反转的周期随着平均光子数的增加而增大,虚光子效应引起的快速振荡随耦合强度的增大而逐渐增大.当光场随时间做正弦调制时,光场的振幅α和角频率β对布居反转的演化都会产生很大影响.光场随时间做方波形式变化,会导致原子布居反转出现新的塌缩回复现象.无论是正弦调制还是方波调制,都会对由虚光子效应产生的小锯齿状的振荡产生影响.

高斯波包在圆极化光波中的行为

详细分析了高斯波包在圆极化光波中的原子反转特性，特别说明了在波包很窄或（和）激光很强的情形下，当时间趋于无穷时，高斯波包的原子反转趋于零．

无旋波近似下双光子J-C模型中虚光场对衰变和回复现象的影响(英文)

采用常微分方程理论研究了无旋波近似下双光子Ｊ－Ｃ模型系统的时间演化。在此基础上，给出了原子反转算符的平均值。通过旋波近似和无旋波近似的比较，讨论了旋波项对衰变和回复现象的影响。说明了虚光场的影响可使得在衰变和回复现象中出现量子噪声。

Inversion of an Atomic Wave Packet in a Circularly Polarized Electromagnetic Wave

We study behavior of an atomic wave packet in a circularly polarized electromagnetic wave, and particularly calculate the atomic inversion of the wave packet. A general method of calculation is presented. The results are interesting. For example, if the wave packet is very narrow or/and the interaction is very strong, no matter the atom is initially in its ground state or excited state, the atomic inversion approaches zero as time approaches infinity. If the atom is initially in its ground state and excited state with the probability 1/2 respectively, and if the momentum density is an even function, then the atomic inversion equals zero at any time.

量子光学

O431 97020701压缩态光场及其应用=Various kinds ofsqueezed quantum states and their potentialapplications[会,中]/曹忠,叶培大(北京邮电大学光通信实验室.北京(100088))//全国第七次光纤通信学术会议.—广西.桂林,95.11阐述了各种光子压缩态,介绍了压缩态光场研究方面的最近发展及压缩态光场的潜在应用。参26(严兰)