腔電磁誘導透明系統(tǒng)中糾纏和壓縮特性的研究.pdf

1、電磁誘導透明（ElectromagneticallyInducedTransparency，簡稱EIT）。是利用光對原子誘導的相干效應所產(chǎn)生的一種獨特的物理現(xiàn)象。一般情況下，當一束探測光與原子相互作用的時候，探測光將會被原子所吸收，并表現(xiàn)出很大的色散。如果在這個相互作用過程中再加入一束強的耦合光，調(diào)節(jié)耦合光的強度，可以使探測光在共振頻率范圍內(nèi)吸收減弱甚至不會吸收，即透明，這種現(xiàn)象被人們稱為電磁誘導透明。自從1991年Harris小組在斯

2、坦福大學利用脈沖激光與三能級(∧)型Sr原子系統(tǒng)相互作用在實驗上觀察到電磁誘導透明現(xiàn)象以后，人們對于EIT展開了廣泛的研究。將原子系統(tǒng)推廣到腔系統(tǒng)中，將單光子透明推廣到雙光子或則多光子透明，將單重透明推廣到雙重或則多重透明。這些在多通道光通信和量子通訊中有著廣泛的應用。另一方面，光場經(jīng)過EIT介質(zhì)之后一些量子特性（譬如糾纏和壓縮）將會發(fā)生改變，這樣將獲得理想的糾纏和壓縮應用于量子計算和量子通訊中將有著重要的意義。本論文的結(jié)構(gòu)及內(nèi)容安排如

3、下:
　　 第一章，簡單介紹電磁誘導透明(EIT)的基本概念、相關(guān)應用以及研究進展。
　　 第二章，回顧了腔QED的一些基本理論，包括基本的J-C模型和腔的輸入輸出理論。并利用全量子理論介紹了二能級原子和腔模之間的相互作用。
　　 第三章，介紹了量子光學非經(jīng)典特性中的糾纏和壓縮的基本理論，包括定義、分類、以及糾纏和壓縮的聯(lián)系。
　　 第四章，采用一束相干外場作用在倒Y模型原子的基態(tài)與另外狀態(tài)構(gòu)成的躍遷上，

4、實現(xiàn)對單光子和雙光子電磁誘導透明譜的調(diào)制。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)相干外場對單光子和雙光子的吸收性質(zhì)有著類似的影響效果。由于相干外場的作用，單光子和雙光子吸收譜在共振點附近出現(xiàn)吸收峰，并將原來的單重透明譜分裂為雙重透明譜。而且誘導的吸收峰的高度和透明譜的頻譜寬度與相干外場的強度有著密切的關(guān)系。本章用綴飾態(tài)理論解釋了這些物理現(xiàn)象。這些研究對多通道光通信以及在原子光學性質(zhì)的調(diào)控方面有著積極的意義。
　　 在第五章中，我們研究四能級原子與兩個正交腔

5、模及兩個經(jīng)典光場的相互作用。在大失諧情況下將原子系統(tǒng)的高能級進行絕熱地消除，定義兩個正交算符將輸出壓縮譜和糾纏譜等效起來。共同分析光場的相對相位、腔的衰變系數(shù)、以及耦合系數(shù)對糾纏譜和輸出壓縮譜的影響，并發(fā)現(xiàn)腔的耗散率決定壓縮譜和糾纏譜的頻譜寬度，相對相位決定了壓縮與糾纏的最大值，而有效耦合強度對頻譜的寬度和深度都有影響。這樣通過適當?shù)恼{(diào)節(jié)兩個經(jīng)典場之間的相對相位、腔的耗散率和有效耦合強度，將可以得到理想的糾纏和壓縮，這些研究在量子信息和