二项式光场与几种典型原子系统相互作用过程的量子特性

论文摘要

原子与光场的相互作用是量子光学中十分重要的研究课题,光场与原子相互作用的规律及非经典效应是研究的重要内容。本文主要研究了二项式光场与几种典型原子系统相互作用过程的量子特性。论文主要内容包括以下几个方面:（1）简述了量子熵与量子纠缠的基本理论和光场的非经典效应;介绍了二项式光场和内禀退相干。（2）研究了二项式光场与Λ型三能级原子相互作用过程中,光场的量子特性。讨论了Λ型三能级原子初始状态和二项式光场系数对光场压缩和二阶相干度特性的影响。结果表明二项式光场与Λ型三能级原子作用时,光场在一定条件下将处于压缩态,且可呈现出持续的反聚束特性。（3）利用全量子理论,研究了Tavis-Cummings模型中运动双原子与二项式光场相互作用的场熵演化特性,讨论了不同初始状态下原子的运动速度、二项式光场系数对场熵的影响。结果表明:使二项式光场处于中间态,并选择较小的原子运动速度时,二项式光场与原子可以保持更高程度和更长时间的纠缠。（4）在Milburn内禀退相干模型下,研究了二项式光场与二能级原子相互作用系统中原子的布居数反转,分析了内禀退相干,二项式光场系数和场的最大光子数对原子布居数反转的影响。结果表明,存在内禀退相干时,原子布居数反转出现明显的崩塌-回复现象,并且随着内禀退相干因子的减小,衰减加剧。（5）通过求解系统的Milburn方程,研究了二项式光场与二能级原子相互作用系统中的场熵演化特性,讨论了内禀退相干、二项式光场系数和场的最大光子数对场熵演化的影响。结果表明,存在內禀退相干时，场与原子仍能纠缠,当內禀退相干因子不变时，二项式光场从相干态过渡到中间态,直至数态过程中,场熵值减小,场与原子的纠缠减弱。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 序言
• 1.1 量子纠缠理论
• 1.2 聚束与反聚束效应
• 1.3 光场的压缩效应
• 1.4 量子熵理论
• 1.4.1 Shannon 熵
• 1.4.2 Von Neumann 熵
• 1.4.3 Von Neumann 相对熵
• 1.5 二项式态
• 1.6 内禀退相干
• 1.7 论文的主要工作
• 第二章 与Λ型原子互作用的二项式光场的量子特性
• 2.1 引言
• 2.2 模型及理论推导
• 2.3 二项式场的量子特性
• 2.3.1 反聚束效应
• 2.3.2 光场的压缩性质
• 2.4 结论
• 第三章 T-C 模型中运动原子与二项式场作用的量子纠缠
• 3.1 引言
• 3.2 模型与理论推导
• 3.3 计算结果与分析
• 3.4 结论
• 第四章 存在内禀退相干时二项式光场中原子的布居数反转
• 4.1 引言
• 4.2 理论模型与计算
• 4.3 原子的布居数反转
• 4.4 结论
• 第五章 内禀退相干下二项式光场与原子互作用的场熵演化
• 5.1 引言
• 5.2 Milburn 方程求解
• 5.3 二项式光场与二能级原子的纠缠度
• 5.4 计算结果与讨论
• 5.5 结论
• 第六章 总结
• 参考文献
• 攻读硕士学位研究生期间发表或已接收的论文
• 致谢