构造态光场与Λ型三能级原子相互作用系统的量子特性

论文摘要

非经典光场与原子相互作用时,系统可表现出诸多非经典特性。本文以全量子理论为基础,通过借助于数值计算方式探讨了Number-phase态光场和Pólya态光场与Λ型三能级原子相互作用时所表现出的一些非经典效应与特性。在第一章,首先简单介绍了Number-phase态光场和Pólya态光场,并对光场聚束与反聚束效应、光场压缩、粒子布居数反转以及量子纠缠特性进行了简单描述。第二章探讨了Pólya态光场在与Λ型三能级原子相互作用时,原子初态及某些光场参数对粒子布居数反转、光子反聚束效应以及光场压缩特性的影响。结果表明:原子处于不同初态时,光场概率参数、最大光子数及光场分布参数对系统光场粒子布居数反转的回复-崩塌现象有着显著的影响;初态为激发态或相干叠加态时,在光场概率参数、原子相对失谐量、最大光子数和光场分布参数的影响下,系统光场均可在一定条件下表现为完全的聚束效应或者完全的反聚束效应,但初态不同影响规律也各不相同;如果初态处于激发态,且原子相对失谐量、光场概率参数和最大光子数同时较小,则系统光场的X1分量可以间歇性的出现短时间的压缩。第三章讨论了Number-Phase态光场和Λ型三能级原子相互作用时,其初始状态及某些参数对光场压缩及光子反聚束效应的影响。结果表明:随着原子相对失谐量r的增大,可使两效应呈现时间域逐渐趋同,且呈现出一定的类周期性;随着光场参数ξ的增大,可使表现出光场不间断的类周期性震荡反聚束效应;选取一定的r与ξ的值,系统光场的X1分量可在在时间演化初期一定时间范围内呈现出压缩效应。第四章探讨了Λ型三能级原子在与Pólya态光场相互作用时,光场分布参数、原子相对失谐量、最大光子数、光场概率参数和原子初态对系统量子纠缠特性的影响。结果表明:当Λ型三能级原子在和Pólya态光场相互作用时,若初态为两下能级等权叠加态,各参量取适当值时可得到最大纠缠度较小的、稳定的、周期性震荡的量子纠缠态;若初态为激发态或三能级等权叠加态,各参量取适当值时可得到最大纠缠度SA=ln3≈1.1的、稳定的、周期性震荡的纠缠态。第五章对前文中的第二、三、四章进行了总结与展望,提出了下一步研究工作的明确方向及应用前景。

论文目录

中文摘要

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第一章绪论

1.1 Number-phase场态

1.2 Pólya场态

1.3 光场聚束与反聚束效应

1.4 光场的压缩特性

1.5 粒子布居数反转

1.6 量子纠缠特性

1.7 论文的结构安排

第二章 Pólya态光场与Λ型三能级原子相互作用系统的量子特性

2.1 引言

2.2 理论模型及公式计算

2.3 数值计算与图像分析

2.3.1 粒子布居数反转

2.3.2 光场的反聚束效应

2.3.3 光场的压缩性质

2.4 本章小结

第三章 Number-Phase态光场与Λ型三能级原子相互作用系统的量子特性

3.1 引言

3.2 理论模型及计算公式

3.3 数值计算与图像分析

3.3.1 光场的反聚束效应

3.3.2 光场的压缩特性

3.4 本章小结

第四章 Λ型三能级原子与Pólya态光场相互作用系统的量子纠缠特性

4.1 引言

4.2 理论模型及计算公式

4.3 数值计算与图像分析

4.3.1 初态为激发态时各参数对纠缠度影响

4.3.2 初态为两下能级等权叠加态时各参数对纠缠度影响

4.3.3 初态为三能级等权叠加态时各参数对纠缠度影响

4.4 本章小结

第五章总结与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表或已录用的论文

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 罗瑞桓

导师: 萨楚尔夫

关键词: 态光场,反聚束效应,量子纠缠特性,型三能级原子

来源: 内蒙古师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 物理学

单位: 内蒙古师范大学

分类号: O431.2

总页数: 50

文件大小: 3036K

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