强耦合腔-QED系统中原子的纳秒脉冲激发光谱研究

发布时间：2022-12-17 19:21

　　原子与电磁场之间的相互作用是一个物理世界中无处不在的物理过程,其中腔量子电动力学（Quantum Electrodynamics,QED）以原子与谐振腔親合这一最简单的方式研究这种相互作用。自1946年Purcell发现原子的自发辐射率会受到周围环境影响的特性至今,腔QED发展迅速已经成为实现量子信息处理的重要途径之一。强耦合腔QED系统还可以产生多种量子资源,比如确定性的单光子源、双光子源,它们在量子信息处理科学中具有至关重要的地位。确定性单光子源的产生已经在中性原子、分子、离子、量子点以及各类色心中实现。但是量子计算和量子网络对单光子源要求很高。单光子源发射的光子必须不可分辨且具有较高的产生效率。强耦合腔QED系统在产生此类单光子源较自由空间耦合系统有明显的优势。此外,腔QED系统还可以利用光子-原子親合进行纠缠光子态的构造,例如W态和Greenb erger-Horne-Z eilinger（GHZ）态。随着冷原子操控技术的成熟,人们可以通过磁光阱和光学偶极阱实现对单个以及多个原子的俘获并可以将原子高效地转移到光学腔中。在中性原子和光学腔强親合的系统中,不仅可以产生单光子源和双光... 

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 原子-腔耦合系统的发展史
    1.3 腔内单光子源和双光子源的产生
    1.4 研究动机和论文的结构安排
第二章 基本原理
    2.1 腔QED系统的特征参数
    2.2 经典光场和二能级原子系统的哈密顿量
    2.3 半经典理论下薛定谔方程的解
        2.3.1 共振相互作用
        2.3.2 非共振相互作用
    2.4 缀饰态
    2.5 本章小结
第三章 纳秒脉冲光的产生
    3.1 电光强度调制器的介绍
        3.1.1 电光强度调制器的结构和原理
        3.1.2 电光强度调制器的温度特性
    3.2 注入锁定实现脉冲光输出
        3.2.1 光学注入锁定介绍
        3.2.2 脉冲激光系统实验装置
        3.2.3 注入锁定跟随测试
        3.2.4 标准具的温度调谐特性
    3.3 实验结果及讨论
    3.4 本章小结
第四章 强耦合腔-QED系统中原子的纳秒脉冲激发光谱研究
    4.1 原子辐射荧光光子信号的测量
        4.1.1 实验装置
        4.1.2 实验结果及分析
    4.2 影响原子辐射荧光光子信号的因素
    4.3 理论分析
    4.4 脉冲光用于原子超辐射的实验计划
        4.4.1 超辐射的介绍
        4.4.2 实验计划
    4.5 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读硕士期间完成的学术论文和会议报告
致谢
个人简况及联系方式


【参考文献】：
期刊论文
[1]强耦合腔-QED系统中原子的纳秒脉冲激发光谱研究[J]. 葛瑞芳,杨鹏飞,韩星,张鹏飞,李刚,张天才.  量子光学学报. 2020(01)
[2]中性原子量子计算研究进展[J]. 许鹏,何晓东,刘敏,王谨,詹明生.  物理学报. 2019(03)
[3]显含谐振腔几何参数的四能级速率方程[J]. 顾樵.  中国激光. 1986(02)

博士论文
[1]强耦合腔量子电动力学的实现及单原子轨道的精密测量[D]. 张鹏飞.山西大学 2011

硕士论文
[1]用于单原子触发式单光子源的短脉冲激发光系统研究[D]. 靳刚.山西大学 2016
[2]双J-C模型中两个原子纠缠的突然死亡和突然产生[D]. 杜鸣笛.湖南师范大学 2009



本文编号：3720502