介質(zhì)腔中場(chǎng)-原子相互作用系統(tǒng)的密度算符特性研究.pdf

1、本文以克爾介質(zhì)腔中非關(guān)聯(lián)雙模相干光場(chǎng)與V型三能級(jí)原子共振相互作用系統(tǒng)為理論模型,從密度算符著手,推出了該系統(tǒng)及子系統(tǒng)(原子和光場(chǎng))的純度和密度算符間距的數(shù)學(xué)表達(dá)式。利用數(shù)值計(jì)算和圖形分析,首先討論了對(duì)高激發(fā)態(tài)原子,克爾效應(yīng)和初始光場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)子系統(tǒng)原子(光場(chǎng))純度演化特性的影響。 結(jié)果表明：克爾效應(yīng)和初始平均光子數(shù)對(duì)子系統(tǒng)純度有很大的影響,當(dāng)光場(chǎng)很強(qiáng)時(shí)克爾效應(yīng)的增強(qiáng)能減弱原子和光場(chǎng)的關(guān)聯(lián)程度。具體表現(xiàn)為：隨著克爾效應(yīng)的增強(qiáng),子系統(tǒng)純

2、度呈現(xiàn)周期性變化,繼續(xù)增大克爾效應(yīng),其周期性被破壞,子系統(tǒng)純度的值增大,原子和光場(chǎng)的關(guān)聯(lián)減弱。另外,為了進(jìn)一步研究該相互作用系統(tǒng)中兩子系統(tǒng)(原子和光場(chǎng))間的信息差異,討論了對(duì)不同的原子初始態(tài)和初始光場(chǎng)強(qiáng)度,克爾效應(yīng)對(duì)系統(tǒng)及兩子系統(tǒng)密度算符間距的時(shí)間演化特性的影響。結(jié)果表明：首先,當(dāng)不存在克爾介質(zhì)時(shí),無論原子初始處于哪種狀態(tài),系統(tǒng)和原子密度算符間距的振蕩均呈現(xiàn)崩塌、復(fù)原現(xiàn)象。其次,隨著克爾效應(yīng)的增強(qiáng),(1)原子初始態(tài)為激發(fā)態(tài)、初始光場(chǎng)較弱

3、時(shí),系統(tǒng)中原子和光場(chǎng)密度算符間距的演化曲線呈現(xiàn)周期性變化,且克爾效應(yīng)越強(qiáng)周期性越明顯；但隨著初始平均光子數(shù)的增大,其周期性在克爾效應(yīng)增強(qiáng)到一定程度會(huì)被破壞。(2)原子初態(tài)為基態(tài)時(shí),原子間距的演化曲線逐漸變成一條直線,原子末態(tài)幾乎不隨時(shí)間變化,處于穩(wěn)態(tài),光場(chǎng)間距的演化曲線不斷振蕩。最后,激發(fā)態(tài)和基態(tài)原子兩種情況下,隨著克爾效應(yīng)的增強(qiáng),原子間距的值越來越小,即原子末態(tài)離初態(tài)愈來愈“近”,表現(xiàn)了克爾介質(zhì)的態(tài)囚禁效應(yīng)；光場(chǎng)間距的值增大,即光場(chǎng)末