高斯型耦合多光子Tavis-Cummings 模型中原子的量子特性.pdfVIP

第4l卷第3期 内蒙古师范大学学报(自然科学汉文版) V01．41No．3 ofInner Normal 2012年5月 Journal MongoliaUniversity(NaturalScienceEdition) 2012 May 高斯型耦合多光子Tavis—Cummings 模型中原子的量子特性 张学光，萨楚尔夫 (内蒙古师范大学物理与电子信息学院，内蒙古呼和浩特010022) 摘要：研究了多光子跃迁过程高斯型耦合Tavis-Cummings模型中原子的量子特性．运用了数值计算方 法．讨论了多光子跃迁过程中．原子运动速度、光场初态的平均光子数、跃迁光子数对双原子能级布居数反转和双 原子偶极压缩的影响．结果表明．原子运动速度的变化改变了双原子能级布居数反转和双原子偶极压缩与光场的 有效作用时同．跃迁光子数的变化改变了双原子能级布居效反转和双原子偶极压缩时间淡化越线的振荡幅度和 振荡频率． 关擅词；量子光学I多光子Tavis-Cummings模型l高斯型耦合；布居数反转；双原子偶极压缩 中围分类号：0431．2 文献标志码：A 文章编号：1001-8735(2012)03-0262-07 研究[1’71，这些研究成果有望在量子光学和量子信息等领域得到广泛应用．在对T-C模型的研究中，通常将 原子与场的耦合系数作为常数处理，而在实际问题中原子与场的耦合系数可能是变化的n]．文献F4]研究了 原子沿具有驻波场的谐振腔腔轴运动时T-C模型中光场的非经典特性，文献[5]研究了单光子跃迁过程中 高斯型耦合T—c模型中原子的量子特性．在此基础上，本文利用高斯型耦合T-C模型，在偶极近似和旋波近 似下，借助数值计算方法研究多光子跃迁过程中高斯型耦合T-C模型中原子的量子特性，分析了原子运动 速度、光场初态的平均光子数、跃迁光子数对双原子能级布居数反转和双原子偶极压缩的影响． 1理论模型和态矢量 设两个全同的二能级原子在垂直于谐振腔腔轴的平面内沿径向运动。两原子以相同速度同时出发．光场 是单模的，腔内电场强度沿径向P呈高斯分布o]，原子与场的耦合系数为gf(t)，其中g为耦合常数， ，(￡)一exp(_P2／犀)， (1) 倍．设f--0时原子位于P=--2po处，原子运动的速度 ， 叫2五印o， (2) 点为描述原子速度变化的参数．则P=口f一2伽， ，(f)=exp[_(kgt一2)2]． (3) 定．为简单起见，这里不考虑原子问的偶极一偶极相互作用． 在偶极近似和旋波近似下，SchrOdinger绘景中多光子跃迁过程中T-C系统的哈密顿量为 收稿日期；2011-12-15 基金项目·内蒙古自然科学基金资助项目(2009MS0112)I内蒙古师范大学研究生科研创新基金项目(CXJJSl0036) 作者简介t张学光(1987一)，男，内繁吉通豇市人．内嫠古师范大学硬士研究生 通信作者：萨楚尔夫(1962一)，男(蒙古族)，内蒙古呼和浩特市人。内蒙古师范大学教授，博士，主要从事量子光学研究。E-mail。 Crh Sacrf@limnu．edlL 万方数据 第3期 张学光等：高斯型耦合多光子Tavis-Cummings模型中原子的量子特性·263· lH2Ho+V，Ho一甜口+口+寺甜(以l+盯业)， 厶 { ：