本文研究了由一个∧型三能级原子、一个∨型三能级原子和一个单模光场相互作用的系统,在一个原子处于激发态而另一个原子处于基态的初始状态下,给出了系统态矢的演化。采用部分转置密度矩阵的负本征值来描述两原子间的纠缠,利用数值计算的方法讨论了原子间偶极-偶极相互作用和光子数对原子间纠缠特性的影响。研究结果表明: 原子间的偶极-偶极相互作用增强原子间的纠缠,而光子数减小原子间的纠缠。
三能级原子 偶极-偶极相互作用 量子纠缠 three-level atom dipole-dipole interaction quantum entanglement
北京信息科技大学 仪器科学与光电工程学院, 北京 100192
采用高温固相法在1 300 ℃煅烧2小时制备了不同浓度Dy3+离子掺杂的YNbO4微晶粉末, 测量了样品的X射线衍射谱, 结果表明生成了纯相YNbO4微晶结构。采用漫反射积分球和光纤光谱仪测量了样品吸收谱, 并通过Judd-Ofelt理论计算了Dy3+掺杂YNbO4微晶粉末样品的光谱强度参数Ω2、Ω4、Ω6, 以及实验和理论振子强度。测量了监测波长为577 nm的样品激发谱, 结果表明在260 nm处有一个强激发峰, 其主要由YNbO4晶格吸收产生, 在其他波段还有几个较强激发峰, 主要归因于Dy3+离子的4f-4f跃迁。测量了270 nm和360 nm波长激发下的发射谱, 观察到了相似的发射峰分布。通过不同Dy3+掺杂浓度样品发射峰比较, 发现了浓度猝灭效应。根据能量传递理论分析表明, Dy3+离子的浓度猝灭属于电偶极-电偶极相互作用。最后, 计算了样品的CIE色坐标, 发现最接近于白光区域的色坐标为(0.219, 0.166)。
Judd-Ofelt理论 CIE 色坐标 电偶极-电偶极相互作用 YNbO4 YNbO4 Judd-Ofelt theory CIE coordinate dipole-dipole interaction
菏泽学院物理与电子工程系, 山东 菏泽 274015
研究了光子禁带模型中三个二能级原子与热库发生相互作用的系统纠缠动力学演化。采用赝模理论和三体负本征值方法描述了系统间的纠缠,通过数值计算分析了热库谱密度函数、原子与赝模间的失谐量以及原子间的偶极-偶极相互作用强度对三原子间纠缠演化的影响。结果表明,在完美带隙模型中,原子间的纠缠随时间的演化会出现俘获现象;原子与赝模间的失谐量使原子间纠缠呈现出非单调性的变化;通过增加原子间距可以提升三原子间的纠缠。
量子光学 量子纠缠 光子禁带 赝模理论 偶极-偶极相互作用
菏泽学院物理与电子工程系, 山东 菏泽 274015
研究了两个二能级原子与共同热库发生相互作用的系统纠缠动力学演化，采用共生纠缠描述了子系统间的纠缠，通过数值计算分析了初始状态和原子间距对两原子间纠缠演化的影响，以及耦合强度和失谐量对两子系统间纠缠演化的影响。结果表明，原子间距较小时，无论初态是对称态还是反对称态，原子间纠缠都会产生快速振荡现象。随着原子间距的增加，原子间相互作用减弱，强耦合下会出现纠缠死亡和纠缠复苏的现象。增加失谐量能够抑制纠缠从原子转移到热库。
量子光学 共生纠缠 原子间距离 集体阻尼 偶极-偶极相互作用 激光与光电子学进展
2017, 54(3): 032701
德州学院物理与电子信息学院, 山东 德州 253023
用全量子理论方法研究了环境的非马尔可夫效应、原子间的偶极相互作用以及原子的本征频率 同腔模中心频率之间的失谐量对原子量子态保真度的影响。研究表明:两原子初态处于纠缠态时,在非 马尔可夫机制下,原子的量子态保真度可以达到较大的稳定值,特别是原子的本征频率同腔模中心频率 有一定失谐量时,原子间的偶极相互作用可以明显地改进原子的量子态保真度。无论热库环境有无马尔 可夫效应,两原子初态处于分离态时,原子的保真度都不理想。
量子光学 量子态保真度 全量子理论 热库环境 非马尔可夫效应 偶极相互作用 quantum optics fidelity of quantum state full quantum theory thermal reservoir non-Markovian effect dipole-dipole interaction
中山大学 光电材料与技术国家重点实验室, 广州 510275
为研究存在由近偶极-偶极相互作用诱导的局域场效应时超短强激光脉冲与稠密共振介质相互作用的特性,采用光与物质相互作用的半经典理论, 建立了稠密二能级体系中考虑原子间近偶极-偶极相互作用的修正光学Bloch方程, 并用四阶Runge-Kutta法数值求解了该方程。研究结果表明:局域场效应对稠密二能级体系中Bloch矢量的瞬态相干过程和稳态性质都具有强烈的调制作用。并由此提出了调控稳态粒子数布居的两种方案。
激光物理 光学Bloch方程 稠密共振体系 近偶极-偶极相互作用 局域场效应 laser physics optical Bloch equations dense and resonant medium near-dipole-dipole interactions local-field effects
1 山东轻工业学院 数理学院，济南 250353
2 山东师范大学 研究生学院，济南 250014
利用由预估校正法和时域有限差分法求解全波Maxwell—Bloch方程得到的数值解，研究了超短脉冲激光在稠密的三能级原子系统中的频谱演化规律.研究发现：不管是在稀疏介质中还是在稠密介质中，由于自相位调制作用，频谱均被展宽，而在稠密介质中频谱的宽度要远大于稀疏介质中的情况，这主要是由于近偶极—偶极作用导致的.在稠密介质中，由于近偶极—偶极作用和自相位调制作用，频谱出现高频连续波，可以得到覆盖频率范围为10 ωp的超连续谱.
近偶极—偶极相互作用 自相位调制 超连续光谱 Near dipole-dipole interaction Self-phase modulation Supercontinuum spectrum
采用了相干态正交化法研究了耦合强度以及偶极相互作用对Tavis-Cummings模型中两原子的纠缠的影响.与旋波近似比较发现，在弱耦合强度下，非旋波近似下两原子间的纠缠与旋波近似下的结果符合得很好，在强耦合区，原子之间的纠缠出现了突然死亡现象.研究同时发现耦合强度越大，原子间处于可分离态的时间越长，表明了原子间处于退纠缠的时间的长短是依赖于原子-光场的耦合强度的.而考虑了偶极相互作用时，随着偶极-偶极相互作用的加强，原子间的纠缠也将被加强.
非旋波近似 突然死亡 偶极相互作用 Without rotating wave approximation Sudden death Tavis-Cumming Tavis-Cumming Model Dipole-dipole interaction
长江大学物理科学与技术学院, 湖北 荆州 434023
定义了双原子偶极矩的差压缩,利用全量子理论研究了单模压缩真空场与耦合双原子Raman 相互作用系统中原子偶极矩差压缩和光场振幅平方压缩的时间演化特性,并通过数值计算讨论了光场的初始压缩参数、 原子初态以及原子间偶极－偶极相互作用强度对原子和光场压缩特性的影响。
量子光学 双原子偶极矩差压缩 光场振幅平方压缩 全量子理论 偶极－偶极相互作用 quantum optics dipole difference squeezing of a pair atoms amplitude-squared squeezing of light quantum theory dipole-dipole interaction
山东师范大学 物理与电子科学学院，济南 250014
利用不含慢变包络近似和旋波近似的全波Maxwell-Bloch方程组的数值解，研究了周期量级超短激光脉冲在Ladder型三能级原子介质中的传播行为并与在相应的稀疏介质中的情况进行了比较.我们发现，在传播过程中，超短脉冲在稠密介质中的时间演化规律与在稀疏介质中明显不同，而且这种差别将随初始脉冲面积的增大而加大.当初始脉冲面积较小时，在传播过程中，脉冲形状在稀疏介质中只有小的改变而在稠密介质中却有显著的变化.当初始脉冲面积足够大时，在稠密介质中在不同的传播距离处脉冲分裂为不同数量和形状的亚脉冲；在稀疏介质中脉冲形状在传播过程中仍然只有小的改变。产生以上差别的原因在于稠密原子介质中近偶极-偶极(NDD)相互作用导致的局域场修正(LFC) 及比稀疏原子介质更强的极化电场的影响.其中，更强的极化电场的影响起着主要的作用，但局域场修正的作用也不能忽略，而极化电场的增强是由于原子密度的增加.
周期量级激光脉冲 近偶极-偶极相互作用 稠密介质 传播行为 Few-cycle laser pulse Near dipole-dipole interaction Dense medium Propagation behavior
