双模纠缠相干光场与V型三能级原子相互作用系统的光场压缩效应.pdfVIP

维普资讯 第 21卷 第 6期 量 子 电 子 学 报 、 1．21NO．6 2004年 12月 CHINESE,JOURNALOFQUANTUXIELECTRONICS Dec．2004 文章编号： 1007—5461(2004)06—0778—05 双模纠缠相干光场与 V型三能级原子 相互作用系统的光场压缩效应 郑小虎， 曹卓 良 (安徽大学物理与材料科学学院，安徽省信息材料与器件重点实验室 安徽 合肥 230039) 摘 要 ： 研究了双模纠缠相干光场与 V型三能级原子相互作用过程 中光场压缩效应，结果表明：此压缩效 ·应与双模纠缠光场的纠缠程度、失谐量、平均光子数和原子初态相关联。 关键 词 ： 量子光学；双模纠缠相干光场；三能级原子；光场压缩 中图分 类 号 ：0431．2 文献 标 识码 ：A 1 引 言 光场的压缩效应不仅反映了的一类非经典特性，而且在光通信、高精度干涉测量以及弱信号检测等方 面有潜在的应用，它一直受到人们的普遍关注 ]。利用 Jaynes—Cummings模型 3_及其拓展形式，人们 对光与原子相互作用过程中光场和原子的压缩效应作了详细的研究 [ 。量子纠缠现象首先被 Einstein— Podolsky—Rosen(EPR)[。]和 Schr6dinger[加]注意到，是量子力学不同于经典物理最奇特、最不可思议的特 征。量子信息学中，纠缠态扮演着重要的角色，它在量子态传输、密集编码、密钥分配、量子计算加速、 量子纠错等方面起关键作用，因此，纠缠光与原子相互作用所呈现的非经典特性尤具理论和应用价值。近 几年来，人们的研究大多集中在非纠缠光与原子相互作用所出现的特性上，而对纠缠光与原子相互作用所 呈现出的特性关注不多。本文研究了双模纠缠相干光场与 V型三能级原子相互作用的光场压缩效应。 2 模型与态矢的时间演化 考虑如图 1所示的双模纠缠相干光场与一个 V型三能级原 )L 。 子相互作用的系统，在旋波近似下，双模纠缠相干光场 … 与 △ 皇 V型三能级原子相互作用系统的哈密顿算符 日为 (设 =1) H ： Ho+V (1) 2 = ∑ n+∑ 哼cJ， (2) Fig．1 Thesystem ofaV—typethree—Level i=-l j=a、bc atom interactingwith thetwo—m odefield V=91alc；c。+nccb)+g2(a2c~c。+ncc。) (3) 式中n 、n分别表示频率为 Yi的光子产生和湮没算符，91、92分别是光场与原子相互作用的耦合常 数， 为原子第J能级的本征频率，c_十、cj分别为原子第J能级的费米产生、湮没算符。通过幺正变 换可得到相互作用绘景中相互作用哈密顿量 ， =glalcc。e△ +nccbe—i△+q．2(n2ccnei△+nccce．’△) 式中失谐量 △为 △= b一 0一 l= c— n一 ． (5) 基金项 目：安徽省教育厅重点项目(2004kj005zd)和安徽省自然科学基金项 目和安徽大学人材队伍建设经费资助 收稿 日期 ：2004—03—04； 修改日期 ：2004—04—29 E—m ail：zhengxh~mail．hf．ah．cn 维普资讯 第 6期 郑小虎等：双模纠缠相干