双模光场与三能级原子系统相互作用的研究

摘要

自1935年薛定谔提出量子纠缠态概念以来，量子纠缠就一直受到人们的关注。
　　 量子纠缠态是量子力学最显著的特征之一，也是信息领域一个非常重要的资源。
　　 它的提出是量子信息的重大发展并将产生深远的影响。量子纠缠态是量子信息理论的重要组成部分，也是量子计算的基础。随着近年来交叉、边缘学科的出现和量子信息科学的发展，人们对量子纠缠现象做了深入的研究。
　　 本文主要研究双模光场与V型三能级原子系统相互作用。根据系统密度矩阵，讨论了系统熵随时间的演化和系统光子统计性质。
　　 内容分为四部分。第一部分简单介绍了量子光学的发展历程及在量子光学的基础上，产生的信息科学和有关非经典情况下的光学内容。第二部分阐述了非经典情况下光场与原子系统相互作用的常见模型，如Jaynes-Cummings模型和Tacis-Cummings模型，并介绍了相应的计算方法。第三部分介绍光场与三能级原子系统的相互作用的模型，包括Ξ型、A型和V型模型。根据单模光场、双模光场与三能级原子相互作用系统的薛定谔方程，分析了光场的失谐量、平均光子数、原子的初态等对场熵的影响。结果表明增大失谐量和光子平均数都会出现场熵的崩塌、回复现象，场熵的周期也会发生变化，第四部分重点研究了新构建的双模光场与V型三能级原子系统的薛定谔方程，通过对应的状态方程得出其密度矩阵，从而进一步讨论其系统熵的演化和光子统计分布情况。根据场熵的变化公式及光子分布公式，分析了光场的失谐量，原子初态对场熵的影响。结果表明场熵随时间呈周期性变化，显示出场熵的崩塌、回复。随着失谐量的增大，场熵变化频率增大、峰值亦随之增大。根据二阶关联函数考察光子数、失谐量、系统态矢量初始条件对聚束效应和反聚束效应的影响。结果表明光于数使光子出现聚束效应和反聚柬效应交替出现；失谐量的增大和系统态矢量初始条件θ增大亦出现了光子的聚束效应周期变化。

目录

1 绪论

2 常用光场与原子系统相互作用的模型

3 光场与三能级原于系统相互作用的模型

4 双模光场与V型原于系统相互作用

5 总结与展望

致 谢

参考文献

作者在读研期间的研究成果

附 录：MATHEMATIC程序

声明