本文研究了具有两种三体相互作用的海森堡XXZ自旋链的量子相干与量子纠缠的特性。研究发现, 量子相干性不会出现突然死亡现象且非零量子相干性存在的温度范围大于量子纠缠存在的温度范围, 说明量子相干性相对于量子纠缠, 具有更强的鲁棒性。在量子临界环境中, 量子相干性可以表征本模型的量子相变现象。在铁磁情形中, 无论外磁场是否为0, 单独调控XZX+YZY三体相互作用对于减缓量子相干性的衰减速率与增大量子相干性存在的温度范围效果最好。在反铁磁情形中, 外磁场为0时, XZX+YZY与XZY-YZX两种三体相互作用的协同作用可以显著增加量子相干性的最大值, 并明显减缓其衰减速率。在铁磁情形与反铁磁情形中都发现当外磁场B<0时, 量子相干性存在的温度范围更大, 更有利于保存量子相干性。

通过计算共生纠缠度,在外磁场存在的情况下研究了含有 z方向Dzyaloshinskii-Moriya DM相互作用的两量子比特海森堡 XYZ链模型的热纠缠特性。研究结果显示：对于反铁磁情形下的海森堡 XYZ链模型,随着 DM相互作用参数 D的增加,原本没有热纠缠的自旋链发生热纠缠;并且随着 DM相互作用的增强,自旋链的热纠缠逐渐趋于稳定,自旋链的最大纠缠度也有所提高;随着自旋耦合参数 Jz的逐渐增加,自旋链的最大纠缠度增加,热纠缠范围得到扩展;各向异性参数 γb的增加有助于扩展热纠缠的范围,但对自旋链的最大纠缠度无明显的影响。

由β-淀粉样蛋白(Aβ)生成的Aβ斑块是阿尔兹海默症(AD)产生的重要病理特征之一。在阿尔兹海默症治疗的相关研究中,实现对Aβ斑块的有效检测和降解是需要解决的重要科学问题。由于Aβ单体聚集成斑块后具有较强的自体荧光,因此本研究利用非线性光学成像方法实现对Aβ斑块的无标记成像,同时利用光敏剂的光动力效应对Aβ斑块进行降解。比较了不同浓度下光敏剂对Aβ斑块的降解效果,制备了相应的脂质体并成功地将其用于对Aβ斑块的降解。探讨了无标记光学成像及光动力疗法在阿尔兹海默症研究中的潜在应用价值,为优化阿尔兹海默症的诊断和治疗提供了新的途径。

利用concurrence作为纠缠度量,研究了 z 方向非均匀磁场中双量子比特的海森堡 XYZ 模型及其基态纠缠在不同参数范围内的性质,通过计算得出了临界磁场值,讨论了平均磁场和临界磁场与量子相变的关系,分析了两个相邻量子位自旋 z 分量 J z 的相互作用和各向异性参数 γ B 、 γ J 对海森堡模型热纠缠的影响,通过绘制图像说明了各向异性、自旋耦合参数 J z 和热纠缠之间的关系。研究结果表明:在双量子比特系统中,对于有效的温度 T ,当耦合参数 J z =0时,随着 γ J 的增加,临界磁场 Bc 减小,纠缠逐渐消失;但是当耦合参数 J z >0时,对各向异性参数 γ B 、 γ J 取合适的值,随着 J z 的增加,纠缠度达到最大值的磁场范围和温度范围都变大,且纠缠得到有效增强。

研究了多光子非线性Compton散射下等离子体中两个不同密度区的界面附近耦合激光场中电子的运动， 导出了电子的横向动量与纵向动量相互关系的一般方程.研究发现：介质的非均匀性导致电子运动特性的重要变化，在一定的条件下,这种非均匀性有利于注入电子获得加速；散射可有效地降低弹推阈值.当耦合脉冲强度低于弹推阈值时，电子最终被脉冲超过，但无论对初始时刻静止的电子还是运动的电子，能量增益均不为0，且随注入能量的提高而迅速地增加.当耦合脉冲强度高于弹推阈值时，电子最终超过脉冲而获得很高的能量增益，其值远远高于均匀等离子体的情况.在入射相同能量的情况下，耦合光会使电子获得更高的能量增益.

研究了附加克尔介质的压缩真空场与二能级原子依赖强度耦合相互作用系统中原子的反转特性，并采用密度算符间的距离研究了该模型中原子量子态的演化规律。详细地讨论了克尔非线性作用的强度以及初始压缩真空场的压缩度对原子反转和原子量子态演化的影响。

研究了多光子非线性Compton散射中电子与光子的能量转换及其转换效率.结果表明:散射光子频率随电子吸收光子数n的增大而增大,随碰撞非弹性成分ξ的增大而迅速减小.在超强激光场中,当极端相对论性电子与光子发生多光子非线性Compton散射且被光场俘获时,能量转换效率趋于无限大,即电子可以从超强激光场中获得巨大的加速能量.用高速电子束入射并与光子发生多光子非线性Compton散射,是提高非线性Compton散射能量转换效率的重要途径.

研究了附加克尔介质依赖强度耦合Jaynes-Cummings模型中原子反转特性,并采用密度算符间的距离研究了该模型中原子量子态的演化规律.详细地讨论了克尔非线性作用的强弱以及初始相干光场的强弱对原子反转和原子量子态的演化的影响.结果表明:克尔效应的增强使得原子反转演化的周期减小(gtR≈π/x2/g2+1);在初始相干光场较弱时(n=10),克尔介质的非线性相互作用破坏了原子态演化的周期性,但在初始相干光场较强时(n=50),克尔效应使?犹难莼越凭哂兄芷谛?且与原子反转演化的周期相同(gtR≈π/x2g2+1).无论初始相干光场强弱如何,随着克尔效应的增强,原子回到初态的布居几率增大,当x/g=5时,原子几乎持续地处于初始的激发态.

Phoenix和Knight提出的量子熵理论,用量子熵作为缠结程度的量度,研究了附加克尔介质依赖强度耦合Jaynes-Cummings模型场熵演化的动力学特性和原子-场的缠结特性,详细地讨论了克尔效应及初始相干光场的强弱对场熵演化特性和原子-场缠结特性的影响,并与原子反转特性相比较.结果表明:在初始相干光场较弱时(=10),克尔介质的非线性相互作用破坏了场熵演化的周期性,原子-场不再周期消缠结.但在初始相干光场较强时(=50),克尔介质非线性相互作用只是使场熵演化的周期性减弱,场熵的演化仍近似地有周期性,原子-场仍周期消缠结,克尔效应越强,周期越小.当克尔介质与光场强耦合相互作用时(χ/g=5),原子-场持续消缠结.