原子与光场相互作用的非经典特性及粒子的光学偶极俘获
量子光学是一门具有蓬勃生命力、飞速发展的交叉学科，它主要研究光场的统计特性与非经典态制备、光场与物质相互作用的量子理论以及用全量子理论揭示非线性光学现象．它的研究成果不仅推动了人们更深刻地认识量子力学的基础问题，而且作为量子计算、量子通信领域的实验和理论基础越来越受到人们的普遍重视．
本文内容的理论工作主要是研究原子与光场相互作用中的非经典特性．从多光子Jaynes-Cumming模型出发，构建出二能级原子与增光子相干态光场相互作用的模型，求解了系统的动力学波函数，然后分别从量子塌缩与恢复、原子偶极矩分量压缩、维格纳函数负值性三个方面研究了系统演变特性以及是否具有周期性．实验上选取合适的信噪比定义后，通过粒子光学偶极俘获的方法，然后测量了CCD冷却温度、曝光时间、激光输入功率的变化对激光光镊拉曼光谱仪系统信噪比的影响特点．
本文工作的主要成果：(1)建立了增光子相干态光场与二能级原子相互作用的模型，并精确求解出系统动力学波函数．(2)计算出原子布居概率、原子偶极矩分量压缩、光场的含时维格纳函数的具体公式，通过数值模拟揭示了量子塌缩与恢复、原子偶极矩分量压缩、维格纳函数负值性随增光子数的变化特征．(3)通过粒子光学偶极俘获的方法，测出激光光镊拉曼光谱仪系统信噪比分别随CCD冷却温度、曝光时间、激光输入功率变化特点．
非经典特性的研究对实现单光子源、光子对制备、量子态制备、单原子激光器设计、实现量子通信等有着潜在的重要理论意义．实验中通过测量与分析激光光镊拉曼光谱仪系统信噪比，可很好地衡量出调试优化后正常运行时系统的性能，并可提供相同样品不同条件下实验所得拉曼光谱进行比较和参考的有力依据．
量子光学;非经典特性;光场特性;光学偶极俘获;数值模拟
广西大学
硕士
理论物理
杨庆怡
2008
中文
O431.2
57
2008-11-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）