湖北汽车工业学院数理与光电工程学院 湖北 十堰 442002
为提出一种更加简便有效的对角化哈密顿量的实用方法,以线性代数中的N元二次型的通用计算流程为基础,研究了二重构型类的量子玻色模型的哈密顿量对角化方法。以Dicke模型及腔光力杂化体系的哈密顿量的对角化过程为例,通过普通二次型到标准二次型的线性代数计算流程验证了该方法的正确性和有效性。尽管应用此法来处理量子模型的哈密顿量对角化问题有二重构型的条件限制,但是相信它也会为研究特定体系的量子相变问题提供另一类行之有效且简便的基本方法。
量子光学 哈密顿量对角化 二次型 本征能量 quantum optics Hamiltonian diagonalization quadratic form eigen energy 量子光学学报
2023, 29(2): 020101
强激光与粒子束
2023, 35(9): 091005
1 成都师范学院计算机科学学院, 成都 611000
2 南京信息工程大学计算机与软件学院, 南京 210000
针对连续线性系统的无限时域最优控制的在线实现问题, 在系统动态完全未知的条件下设计了一种在线Q学习算法。基于无限时域最优控制理论中的哈密顿函数与最优代价函数, 构造了连续线性系统的Q函数。采用积分强化学习方法设计了一个Actor/Critic逼近器结构, 在保证闭环渐近稳定性和最优解收敛的同时, 在线估计Q函数的参数。考虑涡轮增压发动机的6阶线性系统模型进行了数字仿真, 结果表明,Critic权重与Actor权重均渐近收敛于最优值, 实现了无模型的最优控制。
最优控制 哈密顿函数 Q学习 Actor/Critic逼近器 optimal control Hamiltonian function Q-learning Actor/Critic approximator
将机械振子冷却到基态是实现机械振子量子操控的关键。利用电磁感应透明冷却法,研究了边带不可分辨区域中三拉盖尔高斯腔光力学系统的机械振子基态冷却。在该系统中,两个附加腔场分别与标准的腔光力学系统中的腔场发生了耦合。通过选择系统的最优参数,光学涨落谱从洛伦兹线型变成类似三能级原子系统中电磁诱导透明谱线的形式,冷却和加热速率的不对称使得机械振子被冷却到基态。研究结果为三拉盖尔高斯腔系统中机械振子的冷却提供了理论参考。
量子光学 腔光力学系统 机械振子的基态冷却 边带不可分辨 哈密顿量 光学学报
2020, 40(18): 1827001
中国科学院安徽光学精密机械研究所，安徽省光子器件与材料重点实验室，安徽 230031
Yb3+掺杂晶体材料是重要的激光材料，在超短脉冲激光、大功率激光等领域有重要应用前景，但长期以来很难通过实验拟合确定Yb3+晶体场参数，尤其 是低对称体系，从头计算是解决此问题的重要途经。本文介绍了适合计算稀土离子掺杂晶体的从头计算DV-Xα方法和有效哈密顿量模型，用该方法计算了Yb3+ 掺杂M型和M’型钽铌酸盐的晶场参数和旋轨耦合参数，得到的能级结构和实验能很好地符合，并发现了Yb3+掺杂钽铌酸盐的晶场强度参数随稀土原子序数呈现 规律变化。表明结合DV-Xα计算和有效哈密顿量方法是计算Yb3+掺杂低对称钽铌酸盐晶体场的有效途径，结果显示Yb3+掺杂钽铌酸盐晶体有望成为新型全固态 激光工作物质。
DV-Xα方法 有效哈密顿量模型 稀土钽铌酸盐 晶体场参数 DV-Xα method effective Hamiltonian model rare-earth tantalite and niobate crystal-field parameter
1 太原理工大学 物理与光电工程学院，山西 晋中 030600
2 太原理工大学 信息工程学院，山西 晋中 030600
3 武汉电信器件有限公司，武汉 430074
文章利用理论模型研究了GaAs/AlxGa1-xAs量子阱红外探测器(QWIP)中掺杂参数对探测器探测波长的影响，并借助2×2哈密顿方法计算了此模型的特征能态。通过将模拟结果与现有实验数据进行对比、分析可知，当掺杂浓度增加时，峰值归一化吸收率、吸收系数和响应度等呈非线性增大。同时还发现，在AlxGa1-xAs势垒中，Al的摩尔分数(x)增加时，子带间吸收能力增强，但吸收的峰值波长会向较短的波长方向移动，进而判定掺杂浓度是高性能QWIP设计的重要参数之一。
量子阱红外探测器 哈密顿方法 摩尔分数 掺杂浓度 QWIP Hamiltonian method mole fraction doping concentration
四川师范大学 物理与电子工程学院，成都 610101
在晶体场理论(CF机制)和电荷转移机制(CT机制)的基础上，结合双自旋-轨道耦合参量模型、自旋哈密顿量的高阶微扰公式及晶场能量公式计算得到C3H7NO2∶VO2+ 晶体的自旋哈密顿量(EPR参量)和吸收光谱，及电荷转移跃迁能级.对比只采用CF机制和采用双重机制下的计算结果，发现高价钒离子(V4+)掺杂在C3H7NO2晶体中的CT机制对于其EPR参量的影响不能忽略.
超精细结构 EPR参量 晶体场理论 CT机制 Hyperfine structure Spin Hamiltonian parameters Crystal field theory CT mechanism C3H7NO2∶VO2+ C3H7NO2∶VO2+
提出了一个利用原子介质在光机械系统中产生纠缠的方案。研究结果表明，当腔场和原子介质间的耦合系数取合适值时，腔场和动镜，镜子与原子，以及腔场和原子之间 都是纠缠的。此外，考虑了腔场耗散效应，并给出用“logarithmic negativity”去度量系统纠缠的数值解。
量子光学 光机械系统 原子介质 哈密顿 纠缠 quantum optics optomechanical system atomic medium Hamiltonian entanglement
东莞理工学院 电子工程学院, 广东 东莞 523808
在微波技术向太赫兹波段推进过程中, 人们关注的核心问题是器件的频率、效率或功率问题。文章从Maxwell方程出发, 对两腔微波振荡器的束流动力学与束-波转换效率进行了讨论。在经典力学框架内, 把电子相位运动方程化为摆方程; 从系统的相平面特征出发, 讨论了器件的接受度和束-波转换效率。结果表明, 当相空间密度均匀分布时, 相面积越大束流越强, 功率越高; 而能散越大束-波作用越强, 转换效率越高。
微波器件 转换效率 相面积 哈密顿量 microwave device conversion efficiency phase area Hamiltonian
1 河南师范大学物理与电子工程学院
2 河南师范大学新联学院 新乡 453007
3 新乡学院, 新乡 453007
借助于两模纠缠相干态,利用Wigner函数的定义和特性,通过严格的数学推导,首先获得了双阱势中玻色子正则规范粒子数差和位相差算符的Wigner函数,然后通过高斯光滑获得了它的Husimi函数。在准线性拉比规范下绘出了8个粒子9个本征态的相空间概率密度分布图;计算了随机变量-数差的均值和方差;从不同角度分析讨论了本征态的统计特性。发现数差的分布不同本征态有不同的结构,分别呈现单峰、双峰、三峰乃至多峰结构,峰的个数随着系统中粒子数的增加而增加;基态和最高激发态呈现单峰结构;且方差较小;分布于基态和最高激发态之间的态具有多峰结构;方差较大,最居中的态方差最大;而相位差的概率密度分布是周期函数,类似于光学里干涉条纹可见度分布,一个周期内总是呈现双峰结构,而且相位差的最可几概率仅有两种选择: 0、π和π／2、-π／2.
粒子数差和位相差正则共轭算符对 相空间 Husimi函数 双模哈密顿量 particle number difference-phase difference canoni phase space Husimi function two-mode Hamiltonian
