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本文主要涉及一个三能级原子与单模电磁场的相互作用系统的腔量子电动力学。研究了如下几个方面的问题:
1.在初始腔场处于数态条件下,通过计算A型三能级原子和单模场互作用系统的场熵讨论了原子和腔场之间的纠缠和退纠缠。发现原子+场系统纠缠演化表现周期性,最大纠缠度与初始原子态、初始光子数及失谐量跟耦合常量之比有关而一个周期中最大纠缠及退纠缠次数不依赖于初始光子数;两下能态之间相对初始相位对场熵演化产生影响,而基态和激发态之间相对初始相位对场熵演化无影响。
2.在初始腔场处于相干态假设下用强场极限研究了简并A型三能级原子与单模场互作用系统熵演化、Schr(o)dinger猫态的产生及腔场压缩。结果表明,在原子反转回复时间的一半处产生猫态,产生猫态需要严格条件。
3.研究了V型二能级原子Jaynes—Cummings模型中场的位置和动量熵压缩。当初始场为真空态时,适当制备原子初态可产生位置或动量熵压缩。讨论了该条件下原子初态和激发态能级劈裂对熵压缩影响。当初场处于相干态时,即使原子制备于基态也会出现位置熵压缩。比较方差压缩和熵压缩发现熵压缩量度量子涨落史灵敏。
4.研究了与2.中相同系统的原子偶极压缩时间演化规律,讨论了初始相干场强度、初始原子相干性、两下能级初始布居以及能级劈裂对原子偶极压缩的影响,还研究了经典外加驱动场对原子压缩的作用。
5.用本征值和本征态方法计算了级联三能级原子与单模电磁场互作用系统的原子发射谱和腔场谱,比较了依赖强度耦合和不依赖强度耦合两种情况。研究了初始场为数态场、相干场和热场三种不同统汁性场对谱的影响。在共振和强场条件下,数态初场对应的原子发射谱在依赖强度耦合情况下为六峰而在不依赖强度耦合情况下为二峰谱:相干态初场或热场对应的原子发射谱在场频附近的中心结构在依赖强度耦合情况下为双峰,在不依赖强度耦合情况下为单峰。腔场谱在强场条件下对三种初场都表现为:依赖强度耦合为三峰,不依赖强度耦合为单峰。当初场增强时,不依赖强度耦合情况下原子发射谱谱线存在合并现象,但依赖强度耦合情况下原子发射谱谱线不存在该现象。