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本篇论文利用Tavis-Cummings模型研究了相干态和偶相干态光场与耦合全同两能级原子的相互作用和真空态光场与耦合全同Λ型三能级原子的相互作用。不但得出了这两种系统在一定简化条件下系统的态函数,而且集中研究了三种系统中几种系统参量(初态中原子的基态概率幅,光场强度,原子之间的耦合强度,克尔介质的非线性强度系数)对光场压缩,原子偶极矩压缩和粒子数反转随时间演化的影响。论文的主要内容包括两个方面:
1.利用克尔介质中的非线性耦合T-C模型,推导出了克尔介质中相干态光场、偶相干态光场和初始时处于基态与激发态相干叠加耦合全同两能级原子相互作用系统态矢的一般表示;也推导出了真空态光场和初始时处在基态与激发态相干叠加耦合全同Λ型三能级原子相互作用系统态矢的一般表示。同时理论计算出了上面三种系统中光场压缩参量,原子偶极矩压缩参量和粒子数反转参量与系统态矢的函数关系。
2.利用数值计算,观察并分析了结果。结果显示:对两类压缩(光场压缩、原子偶极矩压缩)影响最大的系统参量是初态中耦合原子的基态概率幅,基态概率幅越大,两类压缩越容易产生;在光场不是真空场的相互作用系统中,光场强度增大对两类压缩的产生是不利的;原子之间耦合强度的增大一般的来说只是降低光场压缩参量,原子偶极矩压缩参量和粒子数反转参量随时间演化过程中的噪声;克尔介质系数的增大能够降低光场与原子的相互作用而增强光场与克尔介质的相互作用;强的相干态光场、偶相干态光场与耦合原子的相互作用和与单原子相互作用的过程一样能够使原子系统原子能级布居出现量子崩塌和回复现象。