腔中非相干抽运二能级原子荧光辐射

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自从上世纪六十年代,美国物理学家梅曼发明了第一台红宝石激光器,光与物质之间的强相互作用成为了现实,这就为量子光学的研究和现代量子信息的传递提供了实验基础,从此诞生了量子光学。近几十年量子光学的快速发展,使得对原子与光场相互作用产生的共振荧光的研究不仅可以作为验证量子力学的基本原理,而且对量子信息科学技术的发展有积极的作用。  本文研究了在强的驱动场作用下单模腔场中的二能级原子可以辐射共振荧光谱。关于光与原子相互作用,我们能够用经典、半经典、全量子三种理论来描述。在第二章的基本理论做了如下安排,首先介绍了光场的量子化,接着阐述了用半经典与全量子理论处理下的原子与光场相互作用哈密顿量;在第三部分,我们还利用缀饰态原子来代替了裸态原子,从而解除了双层简并。第三章介绍了全量子描述下,用驱动场驱动使得耦合到腔场的二能级原子辐射共振荧光,并且荧光发生了单向非相干抽运,这里的驱动场我们做了经典处理。利用求主方程和朗之万方程求出了波动方程,做出场与原子的荧光谱。观察我们可以发现,在加入腔场与不加腔场荧光谱的结构明显不同,加入腔场荧光谱发生了明显的分裂。并且在用圆偏振光激发的原子,可以使原子的角动量发生变化,这样使得粒子非平衡分布,产生了荧光的单向非相关抽运,这个过程会对荧光谱产生影响,它抑制了中间峰,使两边峰的峰值高于了中间峰。强场与原子的失谐都会对荧光谱的结构产生影响,使荧光谱的分裂变弱。调节腔场衰变因子,在一定情况下会发生超窄线宽。
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