两态模型中的振动态布居转移

以氢化锂极性双原子分子为例,运用含时量子波包法数值求解两态模型,从理论方面研究了基电子态X^(1)Σ^(+)通过跃迁偶极矩到激发电子态A^(1)Σ^(+),两态模型中的振动态布居转移过程.基电子态上以及激发电子态上各自的振动态通过激光脉冲与永久偶极矩作用完成布居转移过程也考虑在内.在紫外光和红外光区域内,使用短的线性偏振激光脉冲实现了高效的布居转移.经过选择激光脉冲的峰值强度、中心频率以及持续时间等参数,在激光脉冲关闭后,最终的布居转移几率都超过了90%.

飞秒泵浦-探测脉冲下布居转移的场依赖研究（英文）

利用含时波包法研究并首次量化了强飞秒泵浦-探测激光场中泵浦场强、泵浦波长和脉宽对三态梯型K_2分子态布居数的影响。泵浦场强、泵浦波长和脉宽影响Rabi振荡,导致电子态布居数的周期性变化。量化场参数对激发态布居数的影响表明变化频率随着泵浦场强和脉宽的增大而变化。结果为实验上实现分子的光控制和进一步研究K_2分子的动力学性质提供了重要参考。

通过改进的受激拉曼绝热通道技术实现多能级系统的布居转移

在受激拉曼绝热过程中,将会出现大量的布居数在中间能级,如果这些能级自发辐射到其他能级,这对于完全布居转移是非常不利的。在本文中我们将提出一种新奇的方法来减少在绝热过程中中间态的布居数。用这种方法,即使中间态自发辐射到其他能级,也能实现完全布居转移。

激光诱导的四能级系统电子布居转移

受激拉曼绝热通道(STIRAP)为我们提供了一种有效转移原子与分子中电子布居的方法。采用数值方法系统地分析了不同的四能级系统在受激拉曼迁移过程中电子布居的转移情况,计算了各种系统处于双光子共振和共振失谐时的转移率,并且讨论了在不同情况下第四能级对转移率的影响。计算结果表明,对于许多原子或分子系统,获得高的转移率所必须满足的条件是非常严格的,而有些四能级系统根本就不能获得高的转移率。

HF和DF分子双光子布居转移过程中的同位素效应

通过求解含时薛定谔方程，研究TXF（X=H，D）分子体系双光子共振条件下布居转移过程中的同位素效应．对于这两个分子体系，基电子态上的振动能级v=O和v=2被考虑成幸刀始态和目标态．详细讨论了激光场峰值强度和脉冲持续时间对布居转移过程的影响．脉冲持续时间需要长于860fs才能保证DF分子体系可以获得较为显著的布居转移几率（大于80％），而对于HF分子体系，该参数只需长于460fs．与HF分子体系相比，中间态v=1和较高的v=3振动态会对DF分子体系的双光子共振布居转移过程产生更重要的影响．

简述光场驱动实现布居转移方法

光场驱动实现原子（分子）布居转移，一直被人们所研究，除普通的作用方式外，目前已经发展了π脉冲技术，频率啁啾技术、相角调制泵浦、STIRAP技术等，本文对这些技术作了简述。

利用多光子跃迁控制基态HF分子布居转移

采用波包动力学方法研究了HF分子基电子态的多光子跃迁.激光场由两束频率比为1:2的重合红外脉冲构成.态 |0,0> 作为初始态, 态 |4,0> 与态 |4,2> 分别作为目标态. 计算结果表明, 通过选取不同的共振频率, 可以控制布居跃迁至不同的目标态.两束脉冲间的初相位差可以控制布居转移概率.当初相位差为π/2的偶数倍时,布居转移概率为最大值.当初相位差为π/2的奇数倍时,布居转移概率为最小值.初相位差对于态 |4,0> 的布居影响大于态 |4,2 >.

两束重合脉冲控制下的振转态布居转移

利用两束频率比为1:3的重合脉冲控制分子振转态布居转移.计算结果表明,初始态|0,0〉到目标态|3,1〉的跃迁概率接近100%.两束脉冲的相位可以控制跃迁概率.当φ=1.68π时,两束脉冲相互增强,跃迁概率增加.当φ=0.64π时,两束脉冲相互抵消,跃迁概率降低.第二束脉冲的场强对布居转移过程具有较大影响.

光学调控非对称双量子点系统的相干布居转移

利用Magnus展开方法研究了单个激光脉冲驱动的三能级非对称双量子点系统从基态到间接激子态的相干布居转移。通过对量子系统的时间演化幺正算符进行一阶Magnus展开,解析得到非旋转波近似条件下实现非对称双量子点系统完全布居转移的脉冲面积条件,并通过数值求解含时薛定谔方程进行数值模拟验证。通过比较高斯脉冲、多周期余弦式脉冲和单周期余弦式脉冲等三类不同形状的脉冲在实现布居转移中的效果发现,只要满足脉冲面积条件,不同形状的脉冲都可以实现完全布居转移,从而揭示了布居转移过程中光场振幅的物理意义。对三类脉冲方案的鲁棒性的分析发现,单周期余弦式脉冲在抵抗激光脉冲参数的不稳定性和退相干效应的影响方面要优于高斯脉冲和多周期余弦式脉冲。该研究为实验研究光场精准调控非对称量子点系统的量子态提供了重要理论依据,在量子光学和量子信息科学领域具有重要研究价值。

不对称双量子阱中电子布居转移的相干控制研究

采用龙格-库塔算法对激光与半导体双量子阱系统相互作用的密度矩阵方程进行数值求解,研究了不对称半导体双量子阱系统中电子布居转移的相干控制。研究表明,调节激光场强和脉冲时间延迟可控制两个下能级间的粒子数转移;利用激光场相对相位可精确地控制布居转移几率。这些结果在相干叠加态制备、量子纠缠和量子信息处理等领域具有潜在的应用价值。

浅析如何运用改进的受激拉曼绝热通道技术实现多能级系统的布居完全转移

在受激拉曼绝热过程中，将会出现大量的布居数在中间能级，如果这些能级自发辐射到其他能级，这对于完全布居转移是非常不利的。在本文中我们将提出一种新奇的方法来减少在绝热过程中中间态的布居数。用这种方法，即使中间态自发辐射到其他能级,也能实现多能级系统的完全布居转移。

利用布居囚禁态实现高效率布居转移

利用缀饰原子方法研究了激光同位素分离涉及的一个四能级系统的布居转移过程，发现了类似于三能级系统的布居囚禁态。在此基础上分析了光泵浦过程的布居囚禁现象，提出一种能够利用基态布居及亚稳态热布居的高效率光泵浦方法并以分离铀原子为例说明该方法的优越性。

实现粒子布居高效转移的两种激光脉冲时序方案的理论研究

基于最近实验工作的结果(2010 Nat.Phys.6 265)即Danzl等在五能级M型级联系统中分别利用连续型和四光子型受激拉曼绝热通道(stimulated Raman adiabatic passage,STIRAP)实现了将Feshbach态上弱束缚的Cs2有效转移到其振转基态,本文理论研究了两种STIRAP方案实施的基本条件,解析推导系统的准暗态、绝热参数的具体形式并分析其存在的必要性,详细讨论布居转移效率对相关参量的依赖关系.通过比较激光脉冲的时序、中间能级的失谐量和自发辐射率、光场脉冲的幅值等诸多参量的不同影响,讨论方案各自的优缺点,找到了参量优化的方法以实现最高效的粒子布居数转移.与前人的实验结果相比,本文研究表明,实验观测值(约0.60)均低于理论预估最佳值(约0.97)的主要原因是受限于激发态能级的自发辐射率过大.该理论方案还可用于制备量子纠缠态,在量子逻辑门操控、量子信息传输等领域都有潜在的应用.

量子系统的有效维数鉴别和约化理论

考虑在外界激光脉冲控制下的含近简并能级多能级系统的量子动力学,该多能级系统模型包括了一个基态和多个激发态,其中假设基态与各个激发态之间都存在跃迁。研究了不同激光脉冲场控制下的基态到近简并多能级激发态的布居转移。研究表明,在脉冲激光很短时,所考虑的多能级系统可以约化为一个二能级系统,并得到了在激光脉冲为多频弱场和单频强场时有效二能级系统参数的近似解析公式。以上结果可以推广到有多组近简并能级的多能级系统,用来鉴别有效控制维数,简化设计系统的控制策略。

自旋链中量子信息的完美传输与量子链中态的完美操控

在分析了相邻耦合自旋链后,提出了一种求解使量子信息在链中完美传输的耦合强度的方法,并用Groebner基分析的方法得到了耦合强度的所有解析解。该方法同样适用于求解脉冲激光驱动的多能级量子链系统量子态完美操控的控制参数问题。该结果可以用来分析自旋链量子信息的完美传输和多能级量子链态完美操控的解结构和寻找有优化性质的参数特解。

波函数时域衍射的布洛赫矢量模型

为了揭示波函数时域衍射的物理本质,采用密度矩阵的矢量模型方法,研究线性啁啾脉冲光场作用下二能级系统波函数的时域衍射效应;讨论光场啁啾因子对时域衍射效应的调制作用;分析不同啁啾因子作用时,量子系统粒子布居转移和时域衍射效应的动态演化过程。在布洛赫矢量表象下,对时域衍射效应的物理作用机制给出了清晰的描述。