非线性相互作用引起的双模Dicke模型的新奇量子相变

量子相变是量子光学和凝聚态物理领域的一个重要课题.本文在标准双模Dicke模型的基础上引入原子-光的非线性相互作用,研究其所引起的量子相变.利用自旋相干态变分法从理论上给出有两个参量的基态能量泛函.两模光场采用四种不同的比例关系进行研究,并且在实验参数下,通过可调的原子-光的非线性相互作用参量,给出了宏观多粒子量子态的丰富结构.本文主要呈现了在蓝失谐和红失谐下,双稳的正常相、共存的正常-超辐射相和原子数反转态等丰富的基态特性.原子-光的非线性相互作用在蓝失谐可以引起标准的双模Dicke模型的正常相到超辐射相的二级量子相变.在红失谐时引起新奇的基态特性,新奇的量子相变,即反转的超辐射相到反转的正常相的二级逆量子相变.原子-光的非线性相互作用和两模光场比例不同时,对量子相变的相边界和基态物理量的值有较大影响.

类Kerr介质中双模SU(1,1)相干态场与Λ型三能级原子相互作用的量子统计性质

导出了类Kerr介质中双模SU( 1 ,1 )相干态场与Λ型三能级原子相互作用系统的态函数 ,研究了Kerr效应对Λ型三能级原子布居概率、双模SU( 1 ,1 )相干态场的互关联函数、Cauchy Schwartz不等式及二阶相干度的影响 结果表明 :Kerr效应使原子与光场的耦合减弱 ,原子布居的崩塌与复苏的周期缩短 ;在初始光场较弱和较强两种情况下 ,类Kerr介质对双模SU( 1 ,1 )相干态场两模间的相关性。

耦合双原子与非线性相干态相互作用模型的腔场谱

研究了两个偶极 偶极相互作用的全同二能级原子与高Q腔内非线性相干态光场相互作用过程的腔场谱 .讨论了原子间耦合强度、初始场光子数分布和初始场强度的改变对光谱结构的影响 .

Kerr介质中耦合V型三能级原子与相干态光场作用场的量子性质

研究了Kerr介质中相干态光场与耦合V型三能级原子相互作用过程中场的量子性质.利用量子光学中光场与原子相互作用的耦合Tavis-Cummings模型,对系统的动力学过程进行了求解.讨论了系统初始状态、失谐量、原子间偶极相互作用强度及Kerr系数对光场量子性质随时间演化的影响.数值计算结果表明:初态中场的平均光子数比较小时,光场能够展现出明显的量子效应;初始时刻原子激发态概率幅从小变大时,光场的反聚束效应变得越明显,而光场的压缩深度会先增大后减小;失谐量的变化对场的量子性质的影响不大,只是改变光场二阶相关函数和压缩参量振荡的周期;原子间耦合强度的增大使光场的反聚束效应减弱和光场的压缩深度变浅;Kerr系数的增大会增强光场的反聚束效应,而使光场的压缩深度变浅.

一种新的非线性叠加相干态及其量子统计特性

构造了一种新的非线性叠加相干态,利用数值计算的方法研究了它们的压缩特性和反聚束特性。结果表明它们的量子统计特性与叠加参数有关。

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.

高Q Kerr介质腔中非关联双模相干态光场与V型三能级原子相互作用系统中光场的等阶Y压缩效应

本文利用多模压缩态理论 ,详细研究了高 Q Kerr介质腔中非关联双模相干态光场与 V型三能级原子相互作用系统中双模光场的一次和二次等阶 Y压缩效应 ,结果表明 :1 )等阶 Y压缩特性强烈地依赖于 Kerr介质的三阶非线性极化系数 (x)和双模光场中各模的平均光子数 n- 1、n- 2 ;当 x<1 ,n- 1=n- 2 <1时 ,不产生等阶 Y压缩效应 ;而当 x=2 .5、5、1 0以及n- 1=n- 2 =2、5时 ,光场可呈现出强烈的一次及二次等阶 Y压缩效应 ;2 )在 x以及 n- 1、n- 2 相同的条件下 ,不同压缩阶次的等阶 Y压缩效应的时间演化曲线的压缩周期与压缩阶次成反比 ,压缩度的幅度则随压缩阶数的升高而迅速下降 ;3)在平均光子不变 (即 n- 1=n- 2 恒定 ) ,但Kerr介质不同 (即 x变化 )的条件下 ,相同压缩阶数的等阶 Y压缩效应的 Y压缩度曲线的时间演化周期与 Kerr介质的三阶非线性化系数 x成反比 ,压缩度的幅度则随 Kerr介质的三阶非线性极化系数 x的增大而增强 ;4)等阶 Y压缩效应的持续时间以及等阶 Y压缩度的大小等强烈地依赖于 Kerr介质的非线性程度和光场强度 ;一般而言 ,Kerr介质的非线性程度越高 (即 x越大 ) ,并且光场越强 (即 n- 1=n- 2 取值越大 ) ,等阶 Y压缩效应持续时间就越短 ,等阶

高QKer介质腔中对相干态场与Λ型三能级原子相互作用过程中光场的性质

本文研究了一个位于高ＱＫｅｒｒ介质腔中的Λ型三能级原子与对相干态场相互作用系统中，Ｋｅｒｒ效应对光场单模平均光子数，单模二阶相干性。

高Q Kerr介质腔中SU(2)相干态光场与Λ型三能级原子的相互作用

研究了一位于高 Q Kerr介质腔中的 SU(2 )相干态光场与 Λ型三能级原子相互作用系统中 ,Kerr效应对三能原子布居概率、光子统计分布、光场的模间相关性、Cauchy- Schwartz不等式以及光场差压缩的影响 .结果表明 ,较强的 Kerr效应可使原子 Rabi振荡呈现明显的崩溃与回复现象 ,而使场的非经典相关程度减弱 ,但适当强度的 Kerr效应可使光场差压缩程度明显增强 .

高Q Kerr介质腔中非关联双模相干态光场与V型三能级原子相互作用系统中光场的不等阶Y压缩效应

本文利用多模压缩态理论 ,研究了高 Q Kerr介质腔中非关联双模相干态光场与 V型三能级原子相互作用系统中双模光场的不等阶 Y压缩效应 ,绘出了第一模“i(i=1 ,2 )”次方第二模“j(j=2 ,3 )”次方 Y(i-j-Y)压缩度的第一正交分量 (Sy1ij) ,第二正交分量 (Sy2ij)的时间演化曲线 .结果表明 :1 )不等阶 Y压缩特性强烈地依赖于 Kerr介质的三阶非线性极化系数 (x)和双模光场中各模的平均光子数 n1,n2 ;当 x<1 ,n1=n2 <1时 ,不存在不等阶 Y压缩效应 ;而当 x=2 .5 ,5 ,1 0以及 n1=n2 =5 ,1 0时 ,光场和系统开始作用后的很短一段时间内呈现不等阶 Y压缩效应 .2 )在 x以及 n1,n2 不变的条件下 ,不等阶 Y压缩度时间演化曲线的崩坍 -复原时间随压缩阶次的升高而缩短 ,压缩度随压缩阶数 ,特别是两模幂次差的升高而迅速下降 .3 )在平均光子不变 (即 n1=n2 恒定 ) ,但 Kerr介质不同 (即 x变化 )的条件下 ,不等阶 Y压缩度曲线崩坍时间随 Kerr介质的三阶非线性极化系数 x的增加而缩短 ,幅度则不受 Kerr介质的三阶非线性极化系数变化的影响 .4)不等阶 Y压缩效应的持续时间等强烈地依赖于 Kerr介质的非线性程度 ,x越大不等阶 Y压缩效应持续时间就越短 .不等阶 Y压缩度演化曲线正向幅度随平均光子数的增大而增大 ,负向幅度 (?

两模光场与原子相互作用中光场周期性和频效应-理想Kerr介质腔中非关联双模相干态光场与V型三能级原子相互作用系统中光场的不等阶和压缩效应

利用多模压缩态理论 ,通过数值计算研究了高QKerr介质腔中非关联双模相干态光场与V型三能级原子相互作用系统中双模光场的不等幂次高次和压缩效应 ,分别绘出了两模光场第一模i次方第二模j次方不等幂次和压缩度的第一正交分量 (Sh1 ij) ,第二正交分量(Sh2 ij)的时间演化曲线 结果表明 :1 )Kerr介质的存在和嵌放在介质中的V型三能级原子是产生双模光场不等阶和压缩效应的物质条件 ,二者缺一不可 2 )腔中光场和原子发生光子交换是导致双模光场不等幂次和压缩效应的微观机制 3)在不考虑坐标度的情况下 ,不同条件下的时间演化曲线呈现非常相似的“崩坍 -复原 -凹谷”式结构 ,且复原区的波型振荡次数及凹谷区的振荡下降和振荡上升型式一样 4)在 χ以及〈n1 〉 ,〈n2 〉不变的条件下 ,不等幂次高次和压缩度时间演化曲线的崩坍 -复原 -凹谷式结构的持续时间随压缩阶次的升高而缩短 ,压缩度随压缩阶数的升高而迅速下降 5 )在平均光子不变 (即〈n1 〉 ,〈n2 〉恒定 ) ,但Kerr介质不同 (即 χ变化 )的条件下 ,不等幂次高次和压缩度曲线的周期随Kerr介质的三阶非线性极化系数 χ的增加而缩短 ,幅度则不受Kerr介质的三阶非线性极化系数变化的影响 6)不等幂次高次和压缩效应的持续时间等强烈地依赖于Kerr介质的?

一种新的偶奇非线性相干态中测量相位算符的压缩效应

利用Barnett和pegg提出的测量相位算符讨论了一种新的偶奇非线性相干态的压缩效应。结果表明,在这种偶奇非线性相干态中测量相位算符不存在CN和SN类压缩,只存在CS类压缩。利用数值计算方法研究了CS类压缩效应,结果表明与通常的偶奇相干态的不同的是,偶非线性相干态在大区域内出现压缩效应而奇非线性相干态在小区域内才出现压缩效应。

Kerr介质中相干态光场与耦合A型三能级原子作用原子信息熵的性质

利用全量子理论研究了相干态光场与耦合全同Λ型三能级原子相互作用过程中原子信息熵的演化特性.讨论了系统初始状态、失谐量和原子间偶极相互作用强度及克尔系数对原子信息熵演化特性的影响.数值计算结果袁明:原子信息熵的性质主要决定于原子初态和场的平均光子数的大小.失谐量、原子间的耦合常数和克尔系数对原子信息熵的演化规律也有明显的影响.

Kerr介质中V型三能级原子与压缩相干态光场相互作用系统Mandel因子的演化特性

研究了在充满Kerr介质的高Q腔中V型三能级原子与压缩相干态光场相互作用系统Mandel因子Q(t)的时间演化规律;讨论了Kerr介质强度系数μ、光场压缩因子γ、光场相干振幅分量模平方|α|2和原子-场的耦合系数λ对光子统计分布特性的影响。结果发现:μ、γ、|α|2和λ都影响了Mandel因子Q(t)演化曲线量子崩塌-复苏效应的周期性,同时,也影响了受激辐射场的光子统计分布的状态和特性。

一种新的非线性相干态中测量相位算符的压缩效应

利用Barnett和Pegg提出的测量相位算符讨论了一种新的非线性相干态的压缩效应,得到了出现压缩的条件并给出了数值计算结果。

激发相干态与V-型量子拍频三能级原子的作用研究

本文研究了激发相干态与与Ｖ－型量子拍频三能级原子作用时的动力学行为，并对光子反聚束效应和系统 光场的压缩特性进行了细致的讨论．

Kerr介质中“Λ”型三能级原子与压缩相干态光场相互作用系统的光子统计分布特性

该文利用相互作用绘景 ,研究了充满Kerr介质的高Q腔中“Λ”型三能级原子与压缩相干态光场相互作用系统的光子统计分布特性的时间演化规律 ;讨论了Kerr介质强度系数 μ、光场压缩因子γ、光场相干振幅分量模平方 |α|2 和原子 -场的耦合系数λ对光子统计分布特性的影响 .结果发现 :μ、γ、|α|2 和λ都影响了Mandel因子Q(t)的量子崩塌 -复苏效应的周期性 ,同时 。

新型激发k玻色子q相干态的反聚束效应

量子群和量子代数由于在原子核物理学和量子光学等许多领域中有着广泛的应用前景,而引起了数学和物理学工作者的重视.产生新量子态并研究它的非经典特性是量子光学热点问题之一,最近,一种在某些典型的量子态上重复作用逆玻色湮没算符构造新型激发态的方法受到了关注.把这种新方法推广应用到具有量子群结构的k玻色子q相干态上,构造了新型激发k玻色子q相干态(aq-1)m|z,k,j〉q,并在k=3,4,5,6时对其反聚束效应进行研究,数值计算了光子增加数m对反聚束效应的影响.结果表明:随着m的增加,反聚束效应出现的区间明显增宽、强度增大;对于给定的q,当m足够大时,在0≤x≤100的广阔区间里,不论k为何值,q光场的二阶相关函数都恒等于同一个饱和值,即g(2)(0)≡q;这些都明显不同于旧型激发k玻色子q相干态(aq+)m|z,k,j〉q的情况.

一种新的非线性相干态的振幅平方压缩效应

研究了一种新的非线性相干态的振幅平方压缩效应,给出了出现振幅平方压缩的条件,数值计算结果表明,该量子态呈现出振幅平方压缩效应,并且压缩效应与复参数β有关。

对相干态的非线性高阶压缩效应

研究了对相干态|ζ>=A0n=∞∑0nnζ!|n,n>的非线性高阶压缩效应.结果表明:对于对相干态,光场存在着等阶N(=2,3,4,5,…)次方Y压缩效应,但不存在着等阶N次方H压缩效应,对相干态是N-H最小不确定态.