洛阳师范学院 物理与电子信息学院,河南 洛阳 471934
考虑零差检测量子反馈下的单模腔场与二能级原子相互作用系统,研究反馈控制和初始状态对量子相位参数估计的影响。结果表明:无反馈时,量子费希尔信息随时间很快衰减。然而,在初始参数θ和均取π2时,反馈参数λ=±05左右量子费希尔信息达到最大值,该结果表明只要参数选择合适,零差检测量子反馈可以使得量子费希尔信息的衰减有效延缓,二能级原子相位估计精度的上限提高。此外原子初始状态的权重参数和相对相位对量子费希尔信息的演化也有很大影响。
量子费希尔信息 零差检测量子反馈 二能级原子 相位估计 quantum Fisher information homodyne-mediated quantum feedback two-level atom phase estimation
1 西安电子科技大学 雷达信号处理国家重点实验室, 陕西 西安 710071
2 西安电子科技大学 信息感知技术协同创新中心, 陕西 西安 710071
3 中国电子科技集团公司第三十八研究所, 安徽 合肥 230088
4 安徽大学 信号与信息处理教育部重点实验室, 安徽 合肥 230039
5 西安电子科技大学 技术物理学院, 陕西 西安 710071
以往对于超短脉冲与二能级原子系统的研究大多基于一些近似方法(慢变包络近似和旋转波近似等), 从而求得解析的近似解。但是, 由于忽略掉一些有用的光场中的信息, 就会造成光场导数项所产生的非线性性质的缺失。本文基于FDTD算法和预测-校正法相结合, 建立了预测-校正FDTD算法, 用于研究超短脉冲与二能级原子系统的相互作用, 以准确地描述光场与原子系统相互作用的特征, 验证了面积定理的部分规律；进一步构建了能够实现完全反转原子系统上下能级粒子的短脉冲。相关研究可为目标的特征分析提供参考。
超短脉冲 二能级原子系统 FDTD算法 预测-校正法 面积定理 ultrashort pulse two-level atom system FDTD algorithm prediction-correction method area theorem
1 杭州电子科技大学 通信工程学院, 杭州 310018
2 同济大学 物理科学与工程学院 先进微结构材料教育部重点实验室, 上海 200092
对手征特异材料介质与陈绝缘体材料界面附近二能级原子的自发辐射特性进行了研究.推导计算了手征介质界面及其与陈绝缘体材料界面的反射系数矩阵, 并根据并矢格林函数求得此环境下二能级原子自发衰减率的表达式.对手征介质和陈绝缘体材料特性参数影响下的原子自发辐射进行了数值计算, 分别对平行和垂直于界面的偶极子自发衰减率进行讨论, 并对辐射模式和消逝模式下的自发辐射进行了分析.结果表明, 由于手征参量的存在, 手征介质界面附近的原子自发衰减率与普通介质相比被增强.陈绝缘体则使得界面附近原子的自发辐射被明显抑制, 且当手征参量较大时, 陈绝缘体的抑制效应更加显著.
量子光学 自发辐射 手征介质 陈绝缘体 二能级原子 Quantum optics Spontaneous emission Chiral medium Chern insulator Two-level atom
1 杭州电子科技大学通信工程学院, 浙江 杭州 310018
2 同济大学物理科学与工程学院先进微结构材料教育部重点实验室, 上海 200092
对有限厚度拓扑绝缘体(TI)平板附近及其腔内二能级原子的自发辐射特性进行了研究。利用并矢格林函数表示偶极子平行和垂直于材料边界时的自发辐射率表达式,通过多次反射理论计算了平板的反射矩阵,对影响自发辐射率的各种因素进行了数值计算与分析。研究结果表明,忽略耗散时,平行偶极子的自发辐射率被抑制,而垂直偶极子的被增强;当板或腔存在耗散时,TI可以有效抑制原子的自发辐射率,使其附近原子在任何偶极方向的衰减均受到抑制。
量子光学 自发辐射 拓扑绝缘体 二能级原子
1 内蒙古师范大学物理与电子信息学院,内蒙古 呼和浩特 010022
2 内蒙古师范大学图书馆,内蒙古 呼和浩特 010022
3 内蒙古师范大学物理与电子信息学院,内蒙古 呼和浩特 010022:
利用全量子理论,研究了多光子跃迁下NCS(the number-chaotic state)态光场与运动二能级原子相互作用系统的保真度。讨论了原子的初始状态、数态光子数、热平均光子数、跃迁光子数、场模结构参数对系统保真度的影响。结果表明:场模结构参数影响系统量子态的振荡周期;热平均光子数影响系统保真度大小;原子初始状态、数态光子数及跃迁光子数选取不同,系统量子态的保真度表现出不同的规律。
量子光学 量子态保真度 NCS态光场 运动二级原子 多光子跃迁 quantum optics fidelity of quantum state the Number-Chaotic light field two-level atom multi-photon transition
武夷学院 机电工程学院,福建 武夷山 354300
采用Negativity度量两子系统间的纠缠,研究了两个全同二能级原子与腔相互作用系统中的量子纠缠。考虑原子与腔场失谐相互作用,并且原子间存在偶极相互作用的情况。利用数值计算方法,讨论了失谐量和偶极相互作用强度变化对量子纠缠的影响。研究结果表明:随失谐量增大和偶极相互作用强度增大,两原子间纠缠增强。另一方面,随失谐量逐渐增大,两原子间纠缠呈现出从不规则振荡向准周期性振荡转变。随偶极相互作用强度增大,原子间纠缠振荡频率加快。
量子光学 腔量子电动力学 二能级原子 失谐 量子纠缠 quantum optics cavity quantum electrodynamics two-level atom detuning entanglement
1 内蒙古师范大学物理与电子信息学院, 内蒙古 呼和浩特 010022
2 内蒙古师范大学图书馆, 内蒙古 呼和浩特 010022
利用全量子理论研究了NPS态光场与二能级原子相互作用系统的纠缠特性。 计算了系统纠缠度表达式,分析了原子初态、光场相位参数、最大光子数、光场参数 和跃迁光子数对系统纠缠特性的影响。结果表明:原子初态处在叠加态且光场相位参数 较小时,系统的纠缠度较大；选取合适的最大光子数和跃迁光子数时,光场参数越小,系统纠缠现象越明显。
量子光学 NPS态光场 纠缠度 二能级原子 quantum optics number-phase state light field entanglement degree two-level atom
武夷学院 机电工程学院, 福建 武夷山 354300
利用Ket-Bra纠缠态方法, 求解了原子与热库相互作用系统中的密度矩阵主方程, 得到了密度矩阵的演化表达式.考虑三个二能级原子独立与热库相互作用的情况, 利用负本征值度量三体纠缠, 研究了系统中原子间的三体纠缠特性.采用数值计算方法, 讨论了热库平均光子数和原子自发辐射率对原子间三体纠缠特性的影响.研究结果表明: 随原子自发辐射率和热库平均光子数的增大, 原子间的三体纠缠衰减加快.
量子光学 二能级原子 热库 主方程解 三体纠缠 Quantum optics Two-level atom Thermal reservoir Solution of the master equation Tripartite entanglement
武夷学院 机电工程学院，福建 武夷山 354300
考虑3个单模腔处于等边三角形的3个顶点，腔与腔之间通过光纤耦合，并且每个腔囚禁一个二能级原子的情况，研究了该系统中3个原子间和3个腔模间的三体纠缠特性.考虑系统激发数等于1的情况下，给出了系统态矢的演化规律；采用三体负本征值Negativity度量三体纠缠，通过数值计算给出了3个原子间和3个腔模间的三体纠缠演化曲线；讨论了腔模与光纤模间的耦合强度变化对纠缠特性的影响.研究结果表明：原子间和腔模间的三体纠缠量均呈现不规则振荡；随着腔模与光纤模间耦合系数增大，振荡频率增大，而原子间和腔模间的三体纠缠均减弱.
量子光学 二能级原子 耦合腔 三体量子纠缠 负本征值 Quantum optics Two-level atom Coupled cavities Tripartite quantum entanglement Negativity 光子学报
2016, 45(10): 1027001
