少体关联及混合光力学系统中泵浦-探测响应研究

发布时间：2021-04-18 07:26

　　近年来,随着激光冷却和捕获技术的成熟与广泛应用,相干可控的超冷里德堡原子在量子信息和量子光学领域得到了越来越多的关注。研究表明,里德堡原子存在一些新奇的物理现象,其中最具代表性的就是里德堡原子间强烈的长程偶极-偶极相互作用引起的偶极阻塞效应。基于偶极阻塞效应,可以实现量子信息处理和量子多体模拟,并且里德堡原子被认为是目前研究这两个方面最具有吸引力的物理系统。另一方面,微、纳米技术的成熟进步让量子光力学的研究真正的繁荣发展起来。纳米技术使得微小质量和高品质机械振子的制造成为可能,而这种机械振子通常可以作为感应光辐射压力（通常可忽略的）的光力学装置。因此各种光力学系统在有效地探索新奇量子行为方面具有很好的发展前景。并且由于其固有的经典和量子二重特性,量子光力学为实现超精密测量铺平了道路。值得注意的是在这些领域已经开展了很多重要的研究工作。本文主要在以上两个不同领域分别展开研究,旨在为两个领域的结合研究做前期工作。一方面研究少体里德堡原子系统中的两体纠缠,探究偶极阻塞以及反阻塞机制下里德堡原子激发概率与量子纠缠的关系问题。另一方面研究了含有二能级原子系综的光力学微腔系统的泵浦-探测响应。如果... 

【文章来源】：长春大学吉林省

【文章页数】：52 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

一个光学机械系统的示意图，包括光学结构（顶部），激光驱动光学腔和振动终端镜，以及微波领域（底部）和振动电容器

图 2.1 量子化 FP 光学腔的示意图。其中，a 表示腔内的光场，ina 表示腔外输入光场outa 表示输出的光场。这里我们探讨光腔中只有单一光学模式与腔外多个模式相互耦合的量子理论。如图 2.1 所示，左侧为全反射腔镜，右侧为部分可透腔镜，腔内只含有单一的光学模式，这种模式只有满足腔的精细度很高，并且当这个单一光模的频率与输入光的频率失谐非常小的时候才可以看成近似成立。腔中单模光场的量子化形式为：0( , ) ( ) ( ) .2ωε= + ccE r t n f x a t hcV（2.1）其中 f (x)为腔中光场的归一化模函数，cω 是这个腔模的本征频率， n 为这个光场的偏振矢量，cV 是这个腔模对应的有效模体积。 a ( t ) 和a ( t )分别对应这个腔中

( )( )( )0112ωω ωπ∞ ∞= i t touta t d e b （2.14）则能够得到腔场与输出场关系为： = ω + κ 2κ( )t c outa i a a a t （2.15）由（2.13），（2.15）两式最终得出系统的输入输出关系：( ) ( ) 2( )in outa t + a t = κa t（2.16）并且由对易关系( ) ( ) ( ) ω ,ω ′ = δ ω ω′ b b （2.17）最后推导出输入场与输出场算符的对易关系：( ) ( ) ( ) ( ) ( ) , ′ = , ′ = δ ′ in in out out a t a t a t a t t t （2.18）2.2 典型光力系统的海森堡-郎之万方程


本文编号：3145080