1 北京无线电测量研究所,北京 100854
2 太原卫星发射中心,山西 太原 030027
本文分别综述了基于热原子、冷原子体系的微波场测量的研究进展,以及基于纠缠原子的高灵敏微波电场测量的最新结果。文中详细介绍了基于原子的微波场测量与实验进展,内容主要包括:热原子样品中,利用里德堡原子的电磁感应透明效应和Autler-Townes效应,实现微波电场的场强测量和微波电场空间分布特征的亚波长空间高分辨率成像。冷原子样品中,介绍了相邻里德堡态与微波的相干耦合强度受微波功率的影响,以及通过铷原子基态超精细能级与微波相干耦合振荡,实现基于原子的新型微波功率标准的研究。此外,利用冷原子探针实现微米级空间分辨率的二维微波场场强分布测量。最后我们对采用原子的量子纠缠态提高微波场强探测灵敏度的技术方案进行了讨论,量子纠缠的引入将有望使微波探测的灵敏度突破标准量子极限,获得优于传统雷达探测灵敏度的测量结果。
里德堡原子 冷原子 纠缠原子 微波场测量 Rydberg atom cold atom quantum entanglement microwave field measurement
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
利用多光子反Jaynes-Cummings模型研究了单模相干光场与两个全同的纠缠 二能级原子相互作用时纠缠原子的 布居数演化,并讨论相干光场的平均光子数及跃迁光子数对纠缠原子布居数产生的影响。结果表明：随着 相干光场平均光子数的增加纠缠二能级原子处于激发态和基态的几率差减小,布居数的振荡曲线整体上移; 随着跃迁光子数的增加纠缠二能级原子处于激发态和基态的几率差增大, 振荡曲线整体下移。
量子光学 多光子 纠缠原子布居数 反Jaynes-Cummings模型 quantum optics multi-photon population of entangled atoms anti-Jaynes-Cummings model
1 池州学院物理系,池州,247000
2 安徽大学物理与材料科学学院光电信息获取与控制教育部重点实验室,合肥,230039
采用求解Schrodinger方程和数值计算的方法,研究了处于GHZ类态的三个全同二能级纠缠原子与相干态光场相互作用的原子偶极压缩特性,分析了光场的强弱和原子初始纠缠度对光场压缩特性的影响.计算和分析表明:系统的原子偶极压缩量随时间演化关系与作用光场的强弱和原子在初始时刻的纠缠程度有强烈的关联,原子偶极压缩程度随原子纠缠程度的增加而减弱.
量子光学 GHZ类态 纠缠原子 相干态光场 原子偶极压缩 原子与分子物理学报
2008, 25(2): 380
西安电子科技大学,技术物理学院501教研室,西安,710071
利用全量子理论,并通过数值计算,研究了初始处于Fock态的单模光场与两等同双能级纠缠原子单光子共振相互作用过程中单模光场量子场熵的时间演化特性.结果发现:当两原子初始处于第一种Bell态时,光场量子场熵的时间演化周期为π/g2(2n+1);随着初始光强的增大,光场与原子之间的量子纠缠现象减弱;特别是当时间t为演化周期的整数倍时,场-原子系统处于退纠缠状态.当两原子初始处于第二种Bell态时,光场量子场熵不随时间变化,恒为零.当两原子初始分别处于第三种和第四种Bell态时,光场量子场熵的时间演化曲线呈现不等幅周期振荡现象;并且随着初始光场光子数的增加,光场量子场熵的振荡周期逐渐增大,但振荡幅值逐渐减小.
量子光学 量子信息学 量子场熵 量子纠缠 单模数态光场 Bell态纠缠原子
1 武汉工业学院数理科学系,武汉,430023
2 湖北大学物电学院,武汉,430062
研究了一对纠缠的二能级原子与单模相干态光场的相互作用,得出乎均光子数随时间的演化规律.讨论了相干振幅分量模平方|a|2、原子-场的耦合系数g、原子间的耦合系数ε及纠缠因子oosθ矽对光场的平均光子数的(n(t))的影响,结果表明:随着相干振幅分量模平方,原子-场的耦合系数,原子间的耦合系数的变化,平均光子数演化曲线的平均值和系统量子崩塌一复苏的周期都会随之变化.但纠缠因子的变化并不影响量子崩塌.复苏的周期,只是使平均光子数随时间演化的值慢慢变化.
Tavis-Cummings模型 纠缠原子 相干态光场 平均光子数 原子与分子物理学报
2007, 24(4): 843
1 池州师范专科学校物理系，安徽 池州 247000
2 安徽大学物理与材料科学学院，安徽 合肥 230039
采用求解Schr?dinger方程和数值计算的方法，研究了处于GHZ类态的三个全同二能级纠缠原子与Fock态光场相互作用的动力学特性，讨论了原子布居算符和光场的二阶相干度与三原子体系初始态的纠缠度、Fock态光场的光场强度的依赖关系。结果表明：系统处在非纠缠态，原子布居呈现出周期性的崩塌和回复现象，当光场为真空场时，出现真空Rabi振荡现象；随着光场的增强，原子布居的Rabi振荡频率增大。当系统处在纠缠态，随着纠缠度的增加，光子开始出现聚束效应，在最大纠缠态，聚束效应和反聚束效应交替出现，二阶关联函数的振荡幅度随着纠缠度的增强而增强。
量子光学 GHZ类态 纠缠原子 Fock态光场 原子布居算符 二阶相干度 quantum optics GHZ class states entangled atom fock states optical field atomic population operator second order coherence degree
1 皖西学院数理系,六安,237012
2 安徽大学物理与材料科学学院,合肥,230039
研究了两纠缠原子与相干态光场相互作用系统场熵的时间演化特性,运用全量子力学理论和数值方法,讨论了初始两原子所处的纠缠状态、纠缠度和腔内光场的强弱对场熵的影响.随着光场平均光子数的增加,系统场熵均值和振荡频率增大;光场较弱时,场熵呈现一定的周期性振荡;光场增强后,场熵呈现出周期性的崩塌与回复,且随初始两原子纠缠度的增加,场熵的振幅增大.
量子光学 熵 纠缠原子 纠缠度 相干态 原子与分子物理学报
2006, 23(4): 699
1 皖西学院数理系,六安,237012
2 安徽大学物理与材料科学学院,合肥,230039
研究了两纠缠原子与相干态光场相互作用系统场熵的时间演化特性,运用全量子力学理论和数值方法,讨论了初始两原子所处的纠缠状态、纠缠度和腔内光场的强弱对场熵的影响.
纠缠原子 纠缠度 相干态 熵 原子与分子物理学报
2006, 23(z1): 278
1 池州师范专科学校物理系,池州,247000
2 安徽大学物理与材料科学学院,合肥,230039
本文采用求解Schr(o)dinger方程和数值计算的方法,研究了处于GHZ类态的三个全同二能级纠缠原子与相干态光场相互作用的光场压缩特性,结果表明:光场压缩量随时间的演化关系与三原子体系纠缠度和相干态光场的光场强度相关.在光场较弱、纠缠度较小时,可出现光场压缩现象;光场的增强或纠缠度的增加,都会使光场压缩现象消失.
量子光学 GHZ类态 纠缠原子 相干态光场 光场压缩 原子与分子物理学报
2006, 23(3): 503
1 皖西学院数理系,六安,237012
2 安徽大学物理与材料科学学院,合肥,230039
研究了处于W类态的三纠缠原子与相干态光场相互作用过程中光场的量子特性;运用数值方法,讨论了三纠缠原子初始状态和相干态光场的强弱对系统光场压缩和二阶相干特性的影响.
W类态 三纠缠原子 相干态 光场的量子特性 W class state Three Entangled atoms Coherent state Quantum properties of light 原子与分子物理学报
2005, 22(4): 686
