原子-腔耦合系统的量子统计和相干性质的研究

来源 :哈尔滨师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jkenclly
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本文应用量子理论对原子-腔耦合系统进行了理论研究,采用主方程方法为数学工具,进行理论推导。主要从考虑纯失相和不考虑纯失相两个方面来研究原子-腔耦合系统的性质。  首先,通过计算光场的二阶相关度和腔场的光子数分布(即因子q),本文讨论原子-腔耦合系统的量子统计性质和相干性质。与其他研究者之前的讨论不同的是,本文主要是研究它们随时间演化的过程。当考虑纯失相时,在好腔或坏腔条件下分别研究原子的自发辐射率和腔场衰减对系统的量子统计性质和相干性质的影响。研究的结果表明,无论在好腔条件或是坏腔条件下,当取不同的原子自发辐射率和腔场衰减率时,腔内的光子都处于亚泊松分布的光场中,体现了量子光场的非经典特性,当时间趋于无穷时,腔内光子趋于泊松分布统计,此时更接近相干光场。同时腔内产生真正的反群聚光场,光子间为负关联,它们彼此趋于相互分离。反群聚性是非经典光场区别经典光场的主要特性,是光场的纯量子效应,是经典光场所没有的,在好腔条件下反群聚性越来越明显,但是在坏腔条件下反群聚性随时间的演化越来越不明显。不同的是在坏腔条件下腔场的二阶相关度随原子的自发辐射率的增大而增大,随腔场衰减的增大而增小。  接下来研究的是不考虑纯失相时,在取不同原子自发辐射率的情况下原子-腔耦合系统的量子统计和相干性质的研究。研究表明无论好腔或是坏腔条件下,所研究的系统均处于反群聚态和亚泊松分布的光场中,表现出量子光场的非经典特性,随着时间的演化光场最终趋向于泊松分布光场,即相干性越来越明显。无论原子的自发辐射率取何值,对好腔条件下的量子统计影响不大,对坏腔条件下的量子统计有较小的影响,但原子衰减率对二阶相关度却有较大的影响,好腔条件下原子的自发辐射率越大,腔场的二阶相关度的振荡衰减的速度越快,坏腔条件下原子的自发辐射率越大,反群聚性越明显。
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