1 沧州交通学院通识教育学院, 河北 黄骅 061199
2 西南科技大学 理学院, 四川 绵阳 621010
研究了双模相干态光场与V型原子相互作用的量子系统, 并在非旋波近似下对量子系统的布居概率和量子纠缠进行了精确求解。讨论了平均光子数n-以及原子初始状态能级叠加对布局概率和量子纠缠的影响, 分析了非旋波项跃迁对量子系统动力学特点产生影响的原因。结果表明: 随着n-的增大布居概率和量子纠缠演化周期逐渐增大。布居概率塌缩区对应系统纠缠度较小, 布居概率回复区对应系统纠缠度较大。原子处于叠加态时, 量子纠缠初始值和平均值会降低。非旋波项的跃迁使布居概率和纠缠演化曲线出现锯齿状振荡。
布居概率 量子纠缠 双模光场 V型原子 population quantum entanglement two-mode field V-type atom
1 北京交通大学海滨学院, 河北 黄骅 061199
2 西南科技大学理学院, 四川 绵阳 621010
在非旋波近似下,对二项式态光场与V型三能级原子相互作用 系统的布居几率和量子纠缠进行了精确求解。研究了二项式态光场参数η对原子布居几率和量 子纠缠的影响,并讨论了初始时刻原子能级的叠加对量子纠缠的影响。结果表明:随着η的增大,原 子布居几率塌缩回复的周期逐渐增大,当η较大时,布居几率塌缩区与回复区出现了混沌现象。 此外,随着η的增大,量子纠缠演化的周期性逐渐消失,当原子初始时刻处于激发态时,纠缠初 始阶段数值及演化平均值均逐渐增大;而当原子初始时刻处于叠加态时,初始阶段纠缠的数值会逐渐降低。 原子布居几率以及光场与原子之间的纠缠演化曲线在非旋波近似下均呈现小锯齿状振荡。
量子光学 原子布居几率 量子纠缠 非旋波近似 三能级原子 quantum optics atomic population probability quantum entanglement non-rotating wave approximation three-level atom
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在非旋波近似下,精确求解了级联型三能级原子与单模二项式态光场作用量子系统的 能谱和二阶相干度。利用保真度对能级的交叉问题进行了讨论,研究了二项式态光场参数η及原子初始能级的叠加对光 场二阶相干度的影响。结果表明:随着光场参数η的增大,聚束效应持续时间逐渐减小;由于原子能级的叠加导致光场反 聚束效应持续时间减少,无论初始时刻原子是否处于叠加态,当η的数值较大时,光场都将完全呈现反聚束效应;此外,由 于非旋波项产生的虚光子效应,二阶相干度演化曲线出现小锯齿状振荡。
量子光学 能谱 保真度 反聚束效应 非旋波近似 quantum optics energy spectrum fidelity antibunching effect non-rotating wave approximation
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在非旋波近似下,研究了频率随时间变化的相干态光场与二能级原子的相互作用,讨论了光场频率随时间作正弦和方波变化时,原子布居数反转随时间的演化特性。数值计算结果表明,当光场频率不随时间变化时,原子布居数反转的周期随着平均光子数的增大而增大;当光场频率随时间作正弦变化时,原子布居数反转塌缩回复的周期和振幅受到了很大影响,光场频率对演化曲线的振荡频率起到了调制作用;当光场频率随时间作方波变化时,原子布居数反转塌缩回复的周期发生了改变,而且出现了新的塌缩回复现象。
量子光学 二能级原子 非旋波近似 原子布居数反转
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在非旋波近似下,对双模相干态光场与Λ 型三能级原子相互作用系统的量子纠缠进行了精确求解,讨论了平均光子数及失谐量对量子 纠缠演化的影响。数值计算结果表明:量子纠缠的周期随平均光子数的增大而增大;量子纠缠最大值 随失谐的增大逐渐降低,且达到最大值所需时间逐渐增加;当失谐较大时,量子纠缠在较短时间内具 有较好的周期性;随着平均光子数及失谐的增大,虚光子效应使量子纠缠演化曲线小锯齿状的振荡逐渐增强。
量子光学 量子纠缠 相干态正交化展开 三能级原子 非旋波近似 quantum optics quantum entanglement coherent-state orthogonalization expansion three-level atom without rotating wave approximation
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在非旋波近似下, 对Tavis-Cummings模型的能谱和量子纠缠进行了精确求解; 将该非旋波近似下的能谱精确解与旋波近似下的结果进行了比较。讨论了初始时刻原子状态参数θ, 以及光场与原子间的耦合强度对量子纠缠的影响。结果表明, 当耦合强度较小时, 旋波近似下的能谱与精确解相符; 当耦合强度较大时, 二者存在明显差异。随着θ的增大, 纠缠度逐渐增加; 随着耦合强度的增大, 两原子间出现纠缠突然死亡的现象, 且首次出现纠缠突然死亡的时间变短, 纠缠死亡持续时间逐渐增加。
量子光学 Tavis-Cummings模型 非旋波近似 能谱 量子纠缠 激光与光电子学进展
2017, 54(9): 092701
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在非旋波近似下，对二项式光场与Λ型三能级原子相互作用的量子特性进行了精确求解。讨论了二项式光场系数以及初始时刻原子能级的叠加对二阶相干度和光场压缩特性的影响。数值计算的结果表明，随着光场系数的增大，反聚束效应持续时间逐渐增大，初始时刻原子能级的叠加导致光场聚束效应持续时间增大。无论初始时刻原子能级是否叠加，随着光场系数的增大，光场压缩效应持续时间均先增大后减小。由于非旋波项产生的虚光子效应，二阶相干度和光场压缩效应演化曲线出现小锯齿状振荡。
量子光学 Λ型三能级原子 非旋波近似 二阶相干度 光场压缩效应
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利用全量子化理论, 在非旋波近似下对双模相干态光场与级联型三能级原子相互作用的量子纠缠进行了精确求解.讨论了初始时刻原子能级的叠加和平均光子数对量子纠缠演化的影响.数值计算结果表明: 初始时刻原子处于单一能级时, 量子纠缠演化曲线的周期随着平均光子数的增加逐渐变大；初始时刻原子能级的叠加导致初始阶段纠缠度显著降低, 纠缠达到最大值的时间随着平均光子数的增大逐渐变长, 且初始时刻原子能级的叠加使得量子纠缠的周期性消失；无论初始时刻原子能级处于哪种能级的叠加态, 随着平均光子数的增大, 由虚光子效应引起的小锯齿状的振荡逐渐增强.
量子光学 量子纠缠 相干态正交化展开 双模光场 三能级原子 Quantum optics Quantum entanglement Coherent-state orthogonalization expansion Two-mode field Three-level atom
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在非旋波近似下对双光子Jaynes-Cummings（J-C）模型与单模相干态光场相互作用的量子特性进行了精确求解。对双光子J-C 模型与单光子J-C 模型量子纠缠和原子布居数反转的演化特点进行了对比，讨论了平均光子数、光场与原子之间的耦合强度以及失谐对量子纠缠以及原子布居数反转的影响，数值计算的结果表明，随着光场与原子之间耦合强度的增大，量子纠缠的周期性逐渐消失，随着平均光子数的增加，纠缠达到较稳定的最大值所需时间逐渐增大。无论耦合强度、平均光子数还是失谐的增大，由非旋波项产生的虚光子效应逐渐增强，量子纠缠演化曲线和原子布居数反转的塌缩区出现小锯齿状振荡。
量子光学 双光子Jaynes-Cummings模型 非旋波近似 量子纠缠 原子布居数反转
1 北京交通大学 海滨学院, 河北 黄骅 061100
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利用全量子理论, 在非旋波近似下,对与级联型三能级原子相互作用的二项式光场的光场压缩效应和原子布居几率进行了精确求解.讨论了二项式光场参量η对光场压缩效应的影响, 同时也讨论了二项式态光场的最大光子数M对原子布居几率的影响.数值计算结果表明：随着二项式光场参量η的增大, 光场压缩效应的持续时间先增大后减小.在非旋波近似下, 由于虚光子的影响, 光场压缩效应的演化曲线出现了“小锯齿状”的振荡；随着二项式光场的最大光子数M的增大, 原子布居几率回复塌缩周期逐渐增大, 并且原子布居几率在塌缩区不能完全塌缩, 而是出现了“小锯齿状”的振荡.另外文中也讨论了非旋波项对系统量子特性的影响.
非旋波近似 压缩效应 布居几率 Without rotatingwave approximation Squeezing effect Population
