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二能级原子与辐射场相互作用的探讨

1无辐射场时原子处于两能级间的几率 为讨论原子与辐射场相互作用的简单起见.假定所讨论的原子系统只有两个能级,而辐射场也是在此二能级间引起跃迁的.当不存在辐射场时,此二能级系统是一个保守系统,那么能级本征值和本征函数由定态薛定愕方程确定:其中 H(q)是孤立系统不含时间的哈密顿算符。 此系统的波函数为。式中U。、U。分为本征值为E。、E。的本征函数.a、b是与时间无关的常数,由初始条件所决定。按韦斯科夫方法把衰减常数r。和r。引人波函数以考虑衰减作用,则二能级系统的波函数为:系统处于a能级的几率为:可见,原子处于两个能级上的几率按指数规律衰减,其寿命是y。的倒数.2有辐射场时原子处于两能级间的几率 若考虑外加含时激扰对系统的影响,此时必须用与时间有关的激扰理论来处理此相互作用,此时薛定愕方程变为其中,b。是未扰动系统的哈密脉符(包括能在内),而H砌即动的哈故算符. 按徽扰理论方法,假定受微扰系统的波函数是孤立系统未扰动本征函数的线...  (本文共4页) 阅读全文>>

《原子与分子物理学报》2000年01期
原子与分子物理学报

两个二能级原子与真空辐射场相互作用中的偶极平方压缩

1 引言由于压缩光场态在某个正交分量上具有比真空起伏更小的量子噪声,从而有可能在光通讯、引力波检测等领域中获得应用,压缩光场的研究已成为八十年代以来量子光学领域中重要的前沿课题[1]。近年来,有关原子与辐射场相互作用过程中原子态的动力学行为亦引起了人们极大的兴趣。Walls等人[2]首先将光场的压缩概念推广到原子系统,在研究单光子共振荧光系统时,引入了原子偶极压缩的概念。当原子的某一偶极矩分量的涨落低于量子噪声极限时,则称原子被压缩。已经证明[3],压缩的原子可以辐射压缩光。因此,研究原子压缩具有实际的意义。一些能够产生于描述单原子-场相互作用的JaynesCummings模型[4]中的原子压缩效应已被广泛研究[5~8]。原子压缩的概念亦被人们作了多种推广[9,10]。Ficek等人[9]在研究双原子共振荧光时,提出了原子偶极平方压缩的概念,即当原子的某一偶极矩平方分量的涨落低于相应的量子噪声时,则称存在原子偶极平方压缩。尽管若...  (本文共5页) 阅读全文>>

《衡阳师范学院学报》2007年06期
衡阳师范学院学报

辐射场与二能级原子相互作用的量子逻辑功能

1引言处理辐射场与原子相互作用可以在不同层次的理论框架进行,典型的有:(1)经典理论,即辐射场由Maxwell方程来描述,而原子(核与电子)遵从经典运动方程。(2)半经典理论,即将辐射场用Maxwell方程按经典模型来处理,而将原子或电子按遵从量子力学的Schr dinger方程来处理,我们所讨论光的辐射与吸收的跃迁理论就是采用这种方法;(3)全量子理论,即辐射场与原子(电子)均被量子化[1]。Jaynes-Cummings模型(简称J-C模型)是反映原子与辐射场相互作用的精确可求解的理想模型[2-4]。近年来,作者研究了量子化的辐射场中的二能级原子的量子相干性[5-8],得到了一些比较重要的结论。量子逻辑门是量子计算机最基本的构造单元之一,是实现量子计算的坚实基础[9-14]。量子逻辑门作用于输入量用一个幺正算符U来描述,即输入量的态矢由|ψ(0)变成|ψ(t)=U|ψ(0)。量子计算的显著特点是相干叠加及幺正变换性,而幺正变...  (本文共4页) 阅读全文>>

《量子电子学报》2004年03期
量子电子学报

单模辐射场与两个二能级原子相互作用过程中的熵特性

1引言Jaynes一Cummings(J一c)模型是描述辐射场与原子相互作用系统量子特性的最重要的模型,近几十年来,人们对J一C模型的深入探讨,已揭示出了原子一光场相互作用系统中一系列重要的非经典性质[‘一7],de Faria等[s]研究了单个二能级原子与单模腔场相互作用,在大失谐的情形下,腔场的损耗会导致原子从纯态演化到混合态。但这一工作仅限于单原子情况,因而无法揭示原子间的相互作用对光场和原子量子行为的影响。近年来,描述光场与两个全同的二能级原子相互作用的Tavis一Cummings(T一C)模型,引起了人们的广泛兴趣,现有研究结果表明原子间的偶极相互作用以及两原子与光场的不同祸合对原子与腔场的动力学性质「”一川会产生显著的影响。zheng等[l;习提出了在单模腔场中的两个二能级原子,在大失谐情况下,原子之间的相互作用可导致两个原子演化到Bell态,并且该Bell态不随腔场的衰减而发生衰变.Yamaguchi等巨“〕研究表...  (本文共8页) 阅读全文>>

《济南大学学报(自然科学版)》2003年04期
济南大学学报(自然科学版)

双光子过程单模辐射场与二能级原子相互作用系统场熵的压缩特性

光场压缩效应反映了光场的非经典特征 ,在低噪声光通讯、微弱信号检测、高精密测量等方面展示了广泛的应用前景[1-2 ] 。由于光场密度矩阵均方偏差只涉及二阶统计矩而未计入高阶统计矩信息 ,因而不能精确量度量子涨落。由于信息熵包含了密度矩阵的高阶统计矩[3 -4] ,因而更适合量子涨落的量度。方卯发等从具有普遍意义的熵测不准关系[4] 出发 ,建立了熵压缩[5] 的概念 ,实现了对光场压缩效应的高灵敏量度 ,黄春佳等研究了单光子过程单模辐射场与耦合双原子相互作用场熵的压缩特性[6] ,我们讨论了单模辐射场与级联三能级原子相互作用场熵的压缩特性[7] 。但有关单模辐射场与二能级原子相互作用双光子过程场熵的压缩特性还未见报道。本文用全量子理论 ,研究了单模辐射场与二能原子相互作用双光子过程场熵的压缩特性 ,讨论了原子初态和失谐量对场熵压缩特性的影响。1 态矢与光场约化密度矩阵描述一个二能级原子与单模场通过双光子跃迁过程相互耦合系统的哈密...  (本文共4页) 阅读全文>>

《黑龙江大学自然科学学报》1992年04期
黑龙江大学自然科学学报

二能级原子与单模辐射场相互作用中的高阶压缩

l 引言对描述单个二能级原子与单模辐射场相互作用的Jagnes—Cummings模型(以下简称JCM)”’的研究是量子光学中一个引人注目的课题。有关该模型的高激发Rydberg原子与高Q腔微波场相互作用的辐射性质的实验研究业已实现l’-‘’。JCM的辐射场的压缩性质亦已被广泛地研究”-刃最近,高阶压缩引起了人们的关注 l”’‘’。作为对二阶压缩的推广,Hong和Mandell’01。引人了量子电磁场高阶压缩(以下简称HM高阶压缩)的概念。在某些情况下,高阶压缩的相对压缩率甚至可大于二阶压缩’‘”。本文研究KCM中的HM高阶压缩性质,结果表明,在初始时原子处于相干态而场处于真空态的JCM中可产生HM高阶压缩,且压缩度随阶数的增加而增大。2 高阶压缩的定义为了...  (本文共5页) 阅读全文>>