提出了一种利用简并V型三能级原子与相干态光场(大失谐条件下)Raman相互作用实现类自旋的腔场Greenberger-Home-Zeilinger(即GHZ)态的新方案.

用解密度矩阵主方程的方法研究了在原子与场相互作用期间考虑腔损耗情况下规则注入的单原子微激光.通过数值模拟给出了有损耗情形注入率r与腔损耗系数c之间应满足的阈值条件,并讨论了不同腔损耗对稳态光子数分布和平均光子数的影响.

从热辐射和高速粒子的康普顿背散射出发,结合热辐射规律,探讨了热辐射对高能粒子的影响,给出了由于热辐射造成的高能粒子的能量损失、功率损失、光阻力和光压的表达式.结果显示:由于热辐射造成的高能粒子的能量损耗、功率损失、光阻力和光压正比于温度的4次方,正比于高能粒子Lorentz因子的平方.本文还通过计算得出热辐射对高能粒子的影响可以忽略.

应用电子与光子非弹性碰撞模型,分析、计算了磁逆多光子非线性Compton微分散射截面的特性.结果表明:该微分散射截面随与电子同时作用光子数及电子与光子碰撞非弹性成分的增大而减小,散射光子的频率逐渐趋于共振频率,但不具有共振性;当电子被光场俘获时,磁逆多光子非线性Compton微分散射截面为一恒定值.

利用Barnett和Pegg提出的测量相位算符讨论了压缩热场态中测量相位算符的压缩效应.结果表明测量相位算符在压缩热场态中存在CS类压缩,压缩特性与相干态参数幅角θ、平均光子数n和压缩参量r有密切的关系.随着n和r的增大,CS类压缩效应逐渐减弱,直至完全消失.另有计算表明测量相位算符在压缩热场态中不存在CN和SN类压缩.

把相干态和单粒子数态作为分束器的输人态,通过条件测量可以剪去输人相干态中的任意粒子数态,并研究了这些被剪切了的光场态的性质.结果显示剪去真空态和单粒子数态的输出态具有较强的压缩和亚泊松分布等非经典效应.把剪切了的输出态和真空态输入分束器,得到的输出态具有量子纠缠性质,从而制备出量子纠缠态,同时也验证了被剪切的输出态的非经典性.

应用密度矩阵方程计算了四能级原子系统中三阶非线性极化率随信号光和探针光频率失谐的变化关系.结果表明,由于量子干涉对信号光强度的敏感性,使四能级原子介质的交叉Kerr非线性作用大大增强,与三能级系统相比,四能级原子介质的Kerr非线性系数可增强两个数量级.

从实验中实现了红外波段的远程量子密钥分配.系统采用双不等臂M-Z干涉仪相位编码方式,工作波长为1550 nm.通过分析量子密钥分配系统传输距离与误码率之间相互关系,给出了理论上理想不等臂M-Z系统与实际系统的最低误码率与传输距离间的关系,以及系统实测传输距离与误码率的关系.实验结果显示,本密钥分配系统已非常接近理想实验系统的性能.

基于量子密钥分配的基本原理,采用B92方案,以单光子作为信息载体,使用极化编码,搭建了一个简单易行的实验装置,实现了自由空间传输的量子密钥分配,平均每脉冲光子数为0.1,粗码率12.7kbits/s,误码率4%左右.

最近,Luo等人在实验上实现了所谓的原子光纤技术(原子物质波沿着一个25 μm长的螺旋型波导走完了完整的两圈路径).本文替该弯曲原子光纤中物质波的时间演化量子力学过程提供了一个唯象描述,主要讨论了三个相关问题:(i)原子物质波与弯曲波导相互作用的有效哈密顿量的构造;(ii)获得描述弯曲原子光纤中物质波的波函数;(iii)证明该物质波波函数恰好是原子动量算符的本征态,表明该唯象描述是自洽的.我们认为本文的唯象模型对于所谓的"原子光学"(atom optics)的研究是有一定意义的.

计算了具有多缺陷且相对中间缺陷具有镜像对称结构的一维光子晶体的透射谱.在光子晶体的禁带中得到了多个完全透射峰且对称性地分布于禁带中心频率两侧.缺陷相距较近时,禁带中心不存在透射峰.所有透射峰都敏感地依赖于中间缺陷的折射率.