29653.利用冷原子系綜制備光子糾纏態(tài)的理論研究

1、摘要利用冷原子系綜制備光子糾纏態(tài)的理論研究專業(yè)：光學申請人：劉瑞導師：張智明教授制備非經(jīng)典光己成為量子光學的基礎研究工具和潛在應用中的基本問題在非線性晶體中利用非線性光學過程制備非經(jīng)典光已經(jīng)成為傳統(tǒng)意義上的標準技術然而本文將論述一種近年來新興的制備方案，即在冷原子系綜中產(chǎn)生非經(jīng)典光與傳統(tǒng)的制備方案相比，這種糾纏光子具有窄帶寬的重要性質(zhì)，以及具有較長的相干長度，高亮度等優(yōu)勢描述這一物理過程可以用海森堡一郎之萬方程方法以及微擾論方法，本文將

2、選擇后者對在多能級冷原子系綜中利用四波混頻過程制各光子糾纏態(tài)的方案進行相關的理論研究在第一章中，我們將介紹本文的研究背景，以及國內(nèi)外課題組在制各窄線寬光子糾纏態(tài)這一領域所取得的重大成果在第二章中，我們介紹經(jīng)典電磁場與原子系綜相互作用的相關理論分別在二能級原子，A型三能級原子與雙人型四能級原子系綜中利用誘導極化密度方法分析經(jīng)典光與原子相互作用的線性及非線性光學響應，并以A型三能級原子為例介紹電磁誘導透明和慢光現(xiàn)象的基本理論在第三章中，我們

3、介紹電磁場的量子理論，并利用一階微擾論分別詮釋自發(fā)參量下轉(zhuǎn)換過程及冷原子內(nèi)四波混頻過程制備的雙光子糾纏態(tài)對于后者產(chǎn)生的斯托克斯和反斯托克斯光子對，分別在阻尼拉比振蕩情況和群延遲情況下進行光子符合計數(shù)分析分析表明該糾纏光子對具有較長的相干時間以及光子反群聚的非經(jīng)典效應在第四章中，從理論上提出了一種制備窄線寬三光子頻率糾纏態(tài)的實驗方案，該三光子糾纏態(tài)利用在兩個冷原子系綜中的四波混頻和電磁誘導透明來產(chǎn)ABSTRACTGENERATINGPHO

4、TONENTANGLEMENTBYUSINGCOLDATOMENSEMBLESMajor：OpticsNaIT】e：LiuRUiSupervision：ZhangZhimingGeneratingnonclassicallighthasbeenatoolforfundamentalresearchandpotentialapplicationsofqmmumopticsConventiomllyithasbecomeastandardt

5、echniquetopmdmenonclassicallightthroughthenonlinearopticalprocessesoccurringinnonlinearcrystalsButinthispaperwedescribeanewtechniqueofproducingentangledphotonsincoldatomsensembleComparedwiththeconventionalprocedurethefle

6、wentangledphotonshaveimportantpropertiessuchaSnarrowband，longcoheremlengthandhighbrightnessAlthoughtherearetwomethodologiestodescribesuchaphysicalprocess，oneisHeisenberg—Iangevinequationmethod，theotherisperturbationtheor

7、ywechoosethelatertodotheoreticalresearchofgeneratingentangledphotonsbyfour—wavemixingprocessinmultilevelCOldatomsemembleInChapI，weintroducethestudybackgroundofthispaperandthesignificantresultsofgeneratingnarrowbandentang

8、ledphotonsconductedbygroupsallaroundtheWOrdInChapII，wefocusontheinteractionbetweenclassicalelectromagneticfieldandatomsystemWeuseinducedpolarizationdensitymethodtoanalyzethelinearandnonlinearopticalrespomeoftheinteractio