多能級(jí)原子系統(tǒng)中的量子調(diào)控.pdf

1、近年來，多能級(jí)系統(tǒng)的量子干涉效應(yīng)得到了廣泛的關(guān)注和深入的研究，并且已逐漸成為量子光學(xué)領(lǐng)域的重要前沿課題，人們?cè)谶^去的幾十年中已發(fā)現(xiàn)了許多新的基于量子干涉效應(yīng)下的物理現(xiàn)象和效應(yīng)；另一方面，量子調(diào)控作為一門新的科學(xué)與技術(shù)分支十分活躍，它的發(fā)展可能徹底改變計(jì)算機(jī)、工業(yè)、醫(yī)學(xué)，化學(xué)與生命科學(xué)等，從而使人類生活發(fā)生根本性的變化。目前量子調(diào)控的重點(diǎn)是物理實(shí)現(xiàn)，而針對(duì)量子控制系統(tǒng)的研究主要還是在理論探討階段。本文應(yīng)用量子光學(xué)的相關(guān)理論，對(duì)基于多模場與

2、多能級(jí)原子相互作用系統(tǒng)中量子干涉下的量子調(diào)控進(jìn)行了研究，得出了一系列有意義的結(jié)果。量子干涉效應(yīng)有別于傳統(tǒng)的經(jīng)典干涉效應(yīng)，基于量子干涉下的量子調(diào)控應(yīng)用領(lǐng)域突破傳統(tǒng)的瓶頸，特別是在量子信息、量子通信加密技術(shù)以及光量子計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域?qū)⒂型〉弥匾M(jìn)展。本論文基于國家自然科學(xué)基金資助課題“無序介質(zhì)激光機(jī)理的相關(guān)研究”和“單光子激光的新機(jī)理研究”的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究了基于量子干涉效應(yīng)下的量子調(diào)控導(dǎo)致的物理現(xiàn)象，其主要內(nèi)容包括： 1、量子調(diào)控

3、以及量子干涉的研究概況及當(dāng)前的研究動(dòng)態(tài)和應(yīng)用展望。 2、介紹相關(guān)的研究方法、理論工具基礎(chǔ)。具體介紹了波函數(shù)、狄拉克符號(hào)，量子電偶極子、密度矩陣表述法、非線性光學(xué)極化率、幾種物理繪景以及半經(jīng)典理論和量子理論。 3、研究了Tripod-type四能級(jí)原子與三光場相互作用系統(tǒng)的基于量子干涉效應(yīng)的量子調(diào)控下，在共振-近共振區(qū)域探測光出現(xiàn)了EIT現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了光開關(guān)效應(yīng).利用量子干涉機(jī)制電磁誘導(dǎo)，在一定的弱探測場區(qū)間實(shí)現(xiàn)了介質(zhì)的左手