双模纠缠相干光场与V型三能级原子相互作用体系的光场压缩效应

一、双模纠缠相干光场与V型三能级原子相互作用系统的光场压缩效应（论文文献综述）

赵腾^[1]（2020）在《双量子点—腔耦合系统中非经典态的制备及其性质的研究》文中研究说明在量子信息科学的发展历程中,非经典态的制备一直是非常重要的一个环节。长久以来,人们尝试在原子、光子分子以及半导体量子点等系统中制备非经典态,并将其应用到量子密码学、量子计量学以及量子通信等诸多领域。由于单量子点-腔耦合系统具有更长的相干时间,其高集成度和高稳定性的特征使其成为了单光子源的制备平台。而双量子点-腔耦合系统中存在巨辐射效应,在该系统中有望实现多光子非经典态的制备。基于此,本文给出了一种在双量子点-腔耦合系统中制备多光子非经典态的方案,并且揭示了双量子点对该系统的集合辐射性质,强度-振幅关联以及共振荧光谱等方面的影响。首先,我们利用双量子点-腔耦合系统中腔诱导透明（CIT）效应对单、双光子激发过程的抑制,实现了一种全新的制备多光子非经典态的方案。由于两个量子点的固有频率存在微小的偏差,能级图中产生了一个独立的跃迁通道,此时虽然单、双光子态被CIT效应所抑制,但独立的跃迁通道中任然存在单、双光子布居,导致系统处于巨辐射状态。在巨辐射区域内,尽管二阶关联函数远大于1,系统的光子统计仍然呈现出高阶的非经典效应。通过检验该系统的Klyshko品质因子,我们发现只有三阶及以上的光子数分布表现出非经典特性,因此我们把这种非经典态称为三光子非经典态。随后,我们将该方案进一步推广到强驱动的情况,给出了三光子概率为10-4的非经典态制备方案。为了进一步研究非全同双量子点-腔耦合系统的非经典特性,接下来我们分析了该系统的强度-振幅关联,发现非高斯涨落会导致强度-振幅关联函数的时间不对称性。我们从单光子态完全坍缩和部分坍缩的角度,揭示了时间不对称的物理机制。在全同量子点体系中,单光子跃迁远离共振,因此单光子坍缩态的异同对系统的影响不大,时间不对称性不明显。然而对于非全同量子点,随着两个量子点本征频率间失谐量的增大,单光子跃迁逐渐趋于共振,相应的布居增加,此时强度测量导致的完全坍缩和振幅测量导致的部分坍缩之间的区别显现出来,使得时间不对称性更加明显。此外,我们还利用零差交叉关联判据检验了该系统的非经典特性,发现输出光在光子聚束并且非压缩的参量范围内依旧会出现非经典效应。最后,我们在超强耦合机制下探究了双量子点-腔耦合系统的超窄线宽共振荧光谱及其非高斯性质。在超强耦合（USC）机制下,旋波近似（RWA）将会失效,哈密顿量中的反旋波项导致了能谱图中的能级交叉以及免交叉现象。我们将驱动光频率对准能级免交叉时的腔频,得到了一个等效的拉比驱动下的四能级修饰态模型。在能级免交叉的情况下,由于两个亚稳态上的电子搁置效应,密度矩阵元中非相干项的衰减速率减慢,从而形成了一个超窄线宽峰。并且通过真空诱导的量子干涉效应与相干项耦合了起来,最终在观测边带所辐射的荧光时,共振荧光谱的中心位置出现了超窄峰。而在能级交叉的情况下,荧光谱中相较于一般的Mollow三峰带多出的额外内边带会凸显出来。最后,我们还利用强度-振幅关联函数分析了系统的非高斯性质,发现双量子点-腔超强耦合系统具有明显的非高斯性质,并且随着驱动强度和耦合强度的增加,系统的非高斯特性会进一步增强。

罗瑞桓^[2]（2019）在《构造态光场与Λ型三能级原子相互作用系统的量子特性》文中研究表明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-崩塌现象有着显着的影响;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。

卢道明^[3]（2010）在《选择原子测量对光场量子特性的影响》文中指出考虑双模纠缠相干光场中,其中一束光场注入腔中与一个级联型三能级原子发生共振相互作用的情况。采用数值计算方法,研究了另一束腔外光场的压缩效应,反聚束效应以及描述双模场相关性的Cauchy-Schwartz不等式等量子特性的演化规律。讨论了采用选择原子测量方法和纠缠光中参与原子相互作用的光场的强度对另一束腔外光场量子特性的影响。研究结果表明,采用选择原子测量方法和选择参与相互作用的光场的强度,可导致未参加相互作用的光场量子特性的明显增强。

卢道明^[4]（2009）在《双模纠缠相干光场与Λ型原子耦合系统中光场的压缩效应》文中指出利用数值计算方法研究双模纠缠相干光场与Λ型三能级原子相互作用系统中光场的压缩效应,讨论了双模纠缠相干光场纠缠程度和两场模的初始平均光子数对光场压缩效应的影响.数值计算结果表明:随双模纠缠相干光场纠缠程度的增大,压缩效应增强,光场处于最大纠缠态时,光场压缩效应最强;另一方面,随双模纠缠相干光场初始平均光子数的增大,光场的压缩效应减弱,当双模光场初始平均光子数大于一定值后,压缩效应消失.

邱昌东,卢道明^[5]（2009）在《双模纠缠相干光场与Λ型原子耦合系统中原子的偶极压缩效应》文中认为利用数值计算的方法,研究了双模纠缠相干光场与Λ型三能级原子相互作用系统中原子偶极压缩效应。讨论了双模纠缠相干光场纠缠程度和两场模的初始平均光子数对原子偶极压缩效应的影响.数值计算结果表明:随双模纠缠相干光场纠缠程度的增大和双模光场初始平均光子数的增大,原子偶极压缩效应减弱。

邱昌东^[6]（2008）在《双模纠缠相干光场与Λ型原子耦合系统中光场反聚束效应》文中研究表明利用数值计算的方法,研究了双模纠缠相干光场与Λ型三能级原子相互作用系统中光场的反聚束效应,讨论了双模纠缠相干光场纠缠程度和两场模的平均光子数对光场反聚束效应的影响.数值计算结果表明:随着双模纠缠相干光场纠缠程度的增大,反聚束效应增强,光场处于最大纠缠态时,反聚束效应最强;另一方面,随着双模纠缠相干光场平均光子数的增大,光场的反聚束效应减弱,当光场平均光子数大于一定值后,反聚束效应消失.

章国顺,曹卓良^[7]（2008）在《纠缠相干态光场驱动下Λ-型三能级原子的辐射谱》文中认为采用时间演化算符方法,研究Λ-型三能级原子与纠缠相干态光场共振相互作用的辐射谱。给出了辐射谱一般公式,并讨论在纠缠相干态光场驱动下的辐射频谱结构。结果表明,无论下能级简并与否纠缠相干态光场平均光子数很小时均出现拉比分裂,且强度随双模光场纠缠程度的增加而增加。当两下能级简并时,若两模场的平均光子数较小,辐射谱呈现对称多峰结构,若两模场的平均光子数较大,辐射谱呈现对称五峰结构。当两下能级非简并时,若两模场的平均光子数较小,辐射谱呈现对称多峰结构,若两模场的平均光子数较大,辐射谱呈现对称十峰结构。纠缠相干光与非纠缠相干光辐射谱的本质差别有两点:一是双模光场强量子关联导致纠缠度越强拉比峰强度越高;二是存在纠缠时由于两模场相干性导致辐射谱呈现对称多峰结构。

林继成,郑小虎,曹卓良^[8]（2007）在《双模纠缠相干光场与Bell态原子相互作用系统的光场压缩效应》文中研究说明运用求解Schrdinger方程和数值计算方法,研究了处于Bell态的两个全同二能级纠缠原子与双模纠缠相干光场相互作用系统的光场压缩特性,分析了双模纠缠相干光场的纠缠程度、双模纠缠相干光场的初始平均光子数对光场压缩性质的影响,以及两纠缠原子的相互作用强度对光场压缩性质的影响.结果表明:若初始时刻原子处在Bell态|β11〉,则不出现光场的压缩效应,而处在另外三种Bell态时,在一定的条件下均可呈现光场的压缩效应.光场压缩效应不仅与初始光场的平均光子数以及原子的初态有关而且与双模纠缠相干光场的纠缠程度有关,但与两纠缠原子的相互作用强度的大小没有明显的关系.

林继成,郑小虎,曹卓良^[9]（2007）在《Bell态原子与双模纠缠相干光场相互作用系统的原子布居数演化》文中认为运用全量子理论并结合数值计算方法,研究了处于Bell态的两个全同二能级纠缠原子与双模纠缠相干光场相互作用系统的原子布居数演化特性。讨论了双原子体系的初态、光场的平均光子数、双模纠缠相干光场的纠缠程度以及双原子体系的原子间耦合强度对原子布居时间演化的影响。结果表明:双原子体系的初态为|β11〉时,原子布居数不随时间变化;初态为|β00〉、|β01〉和|β10〉时,当初始平均光子数增大到一定数值时演化特性呈现出周期性的崩塌和回复效应,随初始光子数的增加时间演化曲线的振荡频率增大振幅减小,且初态为|β00〉或|β10〉时原子布居的回复周期是初态为时|β01〉的两倍;双模纠缠相干光场的纠缠程度以及原子间偶极相互作用的强弱对Rabi振荡频率没有影响但对振幅有着显着的影响。

周原,张英杰,夏云杰^[10]（2007）在《远程控制光场的量子统计性质》文中提出考虑双模纠缠相干光场,将其中一束光场注入腔中与一个二能级原子发生共振相互作用,总系统在腔量子电动力学演化过程中,对原子作选择性的测量,通过操纵参加相互作用的时间以及选择适当的光场参量可控制未参加相互作用光场的量子统计性质,在一定条件下可产生反聚束、压缩态等非经典光场,并且通过适当的控制和调整这些参量可以改变未参加相互作用光场的反聚束和压缩特性的强弱。这样,通过利用腔与原子之间简单的共振相互作用和相干光场之间的纠缠关联,实现了远程的、无直接量子测量的控制或改变相干光场的非经典性质这一目的。

二、双模纠缠相干光场与V型三能级原子相互作用系统的光场压缩效应（论文开题报告）

（1）论文研究背景及目的

此处内容要求：

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例：

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

（2）本文研究方法

调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、双模纠缠相干光场与V型三能级原子相互作用系统的光场压缩效应（论文提纲范文）

（1）双量子点—腔耦合系统中非经典态的制备及其性质的研究（论文提纲范文）

摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 腔量子电动力学系统

1.2.1 单量子点腔QED系统

1.2.2 双量子点腔QED系统

1.2.3 电路QED系统

1.3 光场的非经典判据

1.4 本文的主要工作

第二章双量子点-腔耦合系统中多光子非经典态的制备

2.1 引言

2.2 巨辐射区域内的多光子非经典现象

2.2.1 模型介绍

2.2.2 主要结果

2.3 弱驱动下系统的多光子非经典性质

2.3.1 解析推导

2.3.2 物理机制的探讨

2.4 强驱动下系统的多光子非经典性质

2.5 本章小结

2.6 附录

2.6.1 附录一: 弱驱动下系统的本征值和本征态

2.6.2 附录二: 概率幅的运动方程

2.6.3 附录三: 光子数分布中各态概率幅的贡献

第三章利用强度-振幅关联探究双量子点-腔耦合系统的非经典特性

3.1 引言

3.2 系统和主方程

3.3 非高斯涨落引起的强度-振幅关联的时间不对称性

3.4 高斯系统的非经典特性

3.5 非高斯系统的非经典特性

3.6 本章小结

第四章双量子点-腔超强耦合系统中的超窄线宽共振荧光谱及其非高斯性质

4.1 引言

4.2 超强耦合机制下能级的交叉与免交叉现象

4.3 共振荧光谱中的超窄线宽现象

4.4 双量子点-腔超强耦合系统的非高斯特性

4.5 本章小结

4.6 附录

4.6.1 附录一: 系统的运动方程及其稳定解

4.6.2 附录二: 共振荧光谱的解析计算

第五章总结与展望

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

（2）构造态光场与Λ型三能级原子相互作用系统的量子特性（论文提纲范文）

中文摘要

abstract

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

（3）选择原子测量对光场量子特性的影响（论文提纲范文）

1 引言

2 理论模型

3 基于选择原子测量的光场的压缩效应

4 基于选择原子测量的光场反聚束效应

5 Cauchy-Schwartze不等式

6 结论

（5）双模纠缠相干光场与Λ型原子耦合系统中原子的偶极压缩效应（论文提纲范文）

0 引言

1 理论模型和态矢的演化

2 原子的偶极压缩效应

2.1 双模纠缠相干光场纠缠程度的变化对原子偶极压缩效应的影响

2.2 两场模平均光子数的变化对原子偶极压缩效应的影响

3 结论

（9）Bell态原子与双模纠缠相干光场相互作用系统的原子布居数演化（论文提纲范文）

0 引言

1 模型及态矢的时间演化

2 原子布居数的时间演化特性

2.1 初始光场强度对原子布居数的影响

2.2 光场纠缠度对原子布居数的影响

2.3 原子间相互作用强度对原子布居数的影响