絕熱條件下二能級系統(tǒng)相干控制的動態(tài)分析.pdf

1、量子控制作為一門新興邊緣學科，已經(jīng)引起了許多科技工作者的注意，他們期待著量子控制技術的發(fā)展和應用能夠促進化學、生物學、信息科學等學科的研究。同時，許多科學家對量子控制所關注的一些問題進行了研究，已經(jīng)取得了不少成果，特別是在實驗方面，已經(jīng)成功地對一些對象進行量子控制。在過去的十年中，隨著對光波形或者說脈沖整形的深入，使得實驗可以根據(jù)人們的要求產(chǎn)生復雜的光脈沖波形。通過脈沖整形可以有效地控制化學反應、產(chǎn)生超短脈沖序列，進行量子相干控制等。脈

2、沖整形系統(tǒng)作為一種控制超短脈沖波形的實驗工具，已經(jīng)在超快激光光譜學、非線性光纖光學和量子光學等領域產(chǎn)生了重大的影響。 然而在實驗當中關注的只是實驗的結果，對過程的研究較少，因此為實驗帶來了大量的準備工作。本文就是對整形激光場同介質(zhì)的相互作用過程進行了清晰明了的分析，該工作的意義在于可以指導實驗選取更容易在實驗室環(huán)境中得到的激光束，以及使介質(zhì)在受到外界作用時的響應是我們期望的；同時可以為教學提供演示。本文由如下三個部分構成:

3、 第一部分、二能級系統(tǒng)的量子描述 在這一部分中詳細推導了綴飾態(tài)表象中量子態(tài)的描述，重點介紹了絕熱條件下的布洛赫矢量的表達式，以及求解布洛赫矢量的方法。在后面幾部分的討論中就會發(fā)現(xiàn)，采用布洛赫矢量方法討論激光脈沖同系統(tǒng)的相互作用，可以形象直觀的從理論上觀測到色散和吸收或輻射的動態(tài)演化過程，既有利于教學演示，又有助于幫助實驗尋求更方便的激光整形方式。 第二部分、利用脈沖整形實現(xiàn)相干控制 在這一部分中研究的是目前使用

4、最多的激光相干量子控制法——即通過在時域中對激光場進行調(diào)制，以達到相干控制的目的。首次采用布洛赫矢量方法分析了這兩種調(diào)制場作用下的描述系統(tǒng)的參量——色散和吸收以及折射率的變化情況，結果表明：在時域中，通過這兩種不同的調(diào)制函數(shù)，得到了兩種不同的整形脈沖，但這兩種整形脈沖同介質(zhì)系統(tǒng)的相干作用結果是相同的，不同的是在作用過程中介質(zhì)受到調(diào)制光場的作用后，介質(zhì)性質(zhì)的響應有所不同。這項工作的意義在于通過合適的選擇調(diào)制場可以達到預期的相干控制目的。

5、 第三部分、正弦函數(shù)位相調(diào)制場作用下的二能級系統(tǒng)躍遷過程的動態(tài)分析和折射率的變化 在這一部分中詳細研究了二能級系統(tǒng)在調(diào)制場作用下各響應物理參量——色散與折射率、吸收與輻射以及絕熱條件下各階脈沖絕熱跟隨態(tài)的制備情況的動態(tài)演化過程。在該部分中，清晰的給出了在絕熱的條件下綴飾態(tài)表象中調(diào)制場作用下的二能級系統(tǒng)，在何種條件下制備了絕熱跟隨態(tài)、跟隨的哪一個綴飾態(tài)以及制備跟隨態(tài)的作用；并首次將布洛赫矢量及布洛赫矢量球形圖方法應用到作用過