研究了二能级原子在高Q腔中与对相干态光场发生非简并双光子相互作用过程的辐射谱和腔场谱。给出了弱初始场条件下辐射谱和腔场谱的数值计算结果，讨论了对相干态光谱结构的量子特性。研究结果表明，高Q腔内对相干态光场的平均光子数和两模光场平均光子数之差对辐射谱的峰位和腔场谱的峰高影响较显著，而对辐射谱的峰高和腔场谱的峰位影响不明显。固定两模平均光子数差，原子辐射谱可以在强初始场条件下出现“拉比劈裂”，这对于实验中测量拉比频率以及测量原子与腔场的相互作用强度具有重要价值。两模平均光子数差的改变可以调制腔场谱结构。
量子光学 原子辐射谱 腔场谱 Jaynes-Cummings模型 对相干态
研究了Jaynes-Cummings模型的腔场谱的量子特性。利用数值计算结果,绘出了初始光场处于-0〉,-1〉光子数态叠加态时的光谱结构。讨论了光谱结构与初始场量子比特之间的联系。研究结果表明,Jaynes-Cummings模型腔场谱结构特征能够反映量子比特中几率幅的变化,且二者存在一一对应关系,因此可以用光谱结构测定量子比特几率幅的数值;但是,从腔场谱结构特征中不能获取量子相位的信息,不能探测量子比特相位的数值。这反映出用腔场谱对光场量子比特探测的有效性和局限性。
量子光学 量子比特 探测 Jaynes-Cummings模型 腔场谱
1 江苏大学理学院, 江苏 镇江, 212003
2 江苏科技大学数理系, 江苏 镇江, 212003
在假设原子初始处于激发态并计入原子－场耦合强度依赖性的条件下，用本征函数法研究了Λ型三能级原子与单模腔场共振相互作用系统的原子发射谱和腔场谱。结果表明，基态能级裂距对谱结构有重要影响。发射谱和腔场谱的谱线随初场增强不发生合并现象，腔场谱对初场光子统计性质不敏感。
量子光学 发射谱 腔场谱 Λ型三能级原子 quantum optics emission spectrum cavity field spectrum Λ-type three-level atom
研究了斯塔克(Stark)效应对两模双光子Jaynes-Cummings(J-C)模型腔场谱的影响, 推导计算出了腔场处于光子数态时腔场谱的计算公式和数值结果, 讨论了斯塔克效应和初始场强对腔场谱的影响。发现斯塔克效应在弱场条件下对腔场谱线的频率和强度都有明显的影响, 破坏了谱结构的对称性, 使两模的谱线更加丰富。初始场较强时斯塔克效应对谱线的影响较弱。模Ⅰ为真空场、模Ⅱ初始场强递增时, 斯塔克效应使模Ⅱ的高频峰受到较强的抑制作用, 其低频峰在初始场较弱时受到抑制, 初始场较强时又有强化作用, 初始场更强时, 模Ⅱ的谱线退化为经典的共振荧光谱, 与无斯塔克效应的情况基本相同。
量子光学 腔场谱 Jaynes-Cummings模型 斯塔克效应 非简并双光子过程
研究了含克尔介质腔中两个耦合二能级原子与双模光场拉曼相互作用过程的腔场谱。通过求解本征方程导出了腔场谱的计算公式,给出了双模初始光场均处于数态时的数值计算结果。发现在两模初始场均为弱场时,克尔效应不仅使峰位右移,还使峰的强度、个数和频率发生改变,破坏峰结构的对称性。在克尔效应较强时,原子之间的耦合对腔场的影响被抑制,谱结构主要由克尔效应决定。在强场条件下,无克尔介质加入时,原子间的耦合作用使各峰的强度都得到加强;随克尔效应的增强,靠近中心频率的主峰迅速增长并很快达到饱和,而远离中心频率的边峰则被抑制并产生劈裂。
量子光学 腔场谱 克尔介质 双模腔场 拉曼相互作用
应用全量子理论,研究了含Kerr介质时,耦合双原子与单模量子化光场双光子跃迁相互作用系统的腔场谱,给出了初始时刻原子处于激发态,光场处于数态时的计算结果.讨论了Kerr介质对双光子Tavis-Cummings模型腔场谱量子特性的影响.结果表明,随Kerr效应的加强,腔场谱的峰高、峰位以及峰的个数均发生明显变化:Rabi峰由4个演化为等高双峰;弱场时由5峰演化为差别较大的不等高双峰;强场时则有两高频峰逐渐减弱而先后消失,低频峰逐渐增强直至饱和,最终演化为经典的单峰结构.
量子光学 腔场谱 Kerr效应 T-C模型 双光子过程 Quantum optics Cavity field spectrum Kerr-like medium Tavis-Cummings Model Two-photon process 原子与分子物理学报
2005, 22(4): 729
聊城大学教育传播技术学院,山东,聊城,252059
研究了两个非等同二能级原子与双模腔场相互作用过程的腔场谱.导出了双模初始光场处于任意量子态时腔场谱的计算公式,给出了光场处于相干态和压缩真空态时的数值结果,讨论了相对耦合常数R=g2/g1和初始场强对腔场谱的影响.发现相干态光场的腔场谱在R很小时为双峰,在R接近于1时为3峰.压缩真空态的腔场谱在弱场条件下表现为复杂的多峰结构,在强场条件下则只有单一经典共振峰或裂距很小的双峰.
腔场谱 双模光场 两原子体系 Cavity field spectrum Two-mode field Two atoms system
研究了处于双模腔中的两个非等同二能级原子与叠加态光场的拉曼相互作用,推导出了两模光场均处于光子数态和任意叠加态时腔场谱的计算公式,给出了两模初始场为相干态和压缩真空态时谱结构的数值结果,讨论了相对耦合常数R=g2/g1和初始场强对腔场谱的影响.发现腔场谱结构不仅与初始场强有关,还随初始场光子数分布的变化而改变.
腔场谱 拉曼相互作用 非等同两原子 相干态 压缩真空态 Cavity field spectrum Raman interaction Two different atoms Coherent state Squeezed vacuum state 原子与分子物理学报
2005, 22(3): 535
研究了两个二能级原子与单模腔场具有不同耦合常量系统的腔场谱,讨论了量子化光场分别处于不同的光子数态时腔场谱结构随相对耦合常量R变化的新特性。发现随着R由0到1的增加,腔场谱各对应峰峰位相对腔场原共振频率ω0对称偏移;真空场(n=0)的峰高在0
量子光学 腔场谱 非等同两原子 单模腔场 原子的协作效应
研究了处于激发态的两原子与高Q腔场相互作用单光子过程的腔场谱，给出了初始光场为光子数态、相干态、压缩真空态时的腔场谱数值计算结果，分析了原子问偶极-偶极相互作用强度ga对腔场谱结构的影响。发现真空场Rabi峰，当ga较弱时为4峰，gd较强时为3峰结构；弱场数态(n>0)时为5峰，强场时为3峰结构。相干态和压缩真空态时，谱结构与光子数分布有关，一般为复杂的多峰结构。结果表明，ga对峰位峰高都有影响，破坏了谱结构的对称性，但这种影响只在真空场和弱场时才较明显。
量子光学 腔场谱 等同双原子 单光子过程 Quantum optics Cavity field spectrum A pair of identical atoms Single photon process 原子与分子物理学报
2004, 21(4): 705
