超强耦合机制下腔量子电动力学系统中的非线性动力学

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单模光场与原子的相互作用历来是量子光学的重要研究课题。利用旋波近似，从弱耦合到强耦合机制，人们都取得了一系列重要的结果。其中，实验上实现了单光子源，量子纠缠和光子阻塞等量子力学预言的效应。然而，随着研究的慢慢深入，对于更强的耦合，也就是深度强耦合机制，旋波近似方法并不适用，原子与光场的行为也表现出跟之前不一样的性质。这需要采用新的理论方法对深度强耦合机制下的系统加以研究。本文主要对三能级原子与单模腔在深度强耦合机制下的动力学行为进行研究。具体内容主要包括下面三个部分：（1）简要叙述了二能级原子与单模腔在弱耦合、强耦合和超强耦合三种条件下的动力学行为以及其特点，并介绍三能级原子相干捕获的现象。（2）研究三能级原子与单模腔在深度强耦合机制下的动力学。发现在原子频率与腔场频率之比趋于零的特殊情况下，单模腔的统计平均光子数布居具有周期行为，同时，光子数布居到的最大的空间值与耦合强度成正比，而当原子频率变大，上述周期性逐渐消失。（3）在相空间中，利用Wigner函数展示腔场的多组份相干态的演化，从而研究其动力学性质。当原子频率与腔场频率之比趋于零时，Wigner函数为一个三组份的相干态，其中中心组份在运动过程中保持不变，而两边的组份绕中心组份转动。当原子频率变大，相干态的三个组份之间产生干涉，但是中间的组份中心仍然没有移动。这是由于三能级原子的三个本征态导致的多组份的相干态的演化。

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作者
李沙;
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作者单位

华中科技大学;

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授予单位华中科技大学;
学科光学
授予学位硕士
导师姓名吕新友;
年度 2018
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类光电子技术、激光技术;固体物理学;
关键词
耦合机制; 腔量子; 电动力学系统;

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