二能级原子与压缩光场相互作用中的原子压缩效应.pdfVIP

维普资讯 如 一 ；7 第 ll卷 第 4期 原 于 与 分 子 物 理 学 撮 Vo1．11． N 4 1994年 10月 CHINESEJOURNALOFATOMICAND MOLECULAR pHYSICS Oct．．1994 二能级原子与压缩光场 相互作用中的原子压缩效应 ／ 詹佑邦 摘 要 4文中采用时间演化算符．考虑到初姑原子相干性及失谐量。研究了单个二能级原子 与压缩真空态辐射场相互作用 中原子的偶桩压缩 。研究表 明，对于各种不 同的初姑原子 态，麦谐量对飘光子Jaynes--Cum~ngs模型中的原子压缩行为都特产生很太的影响。通 过数值计算 ，还讨论 7初姑压缩光塌 的压缩誊敷对原干压缩的影响。 关键词；—兰——查—三——窒=型==至=至==== 模——兰，至竺 呈奎墨三堡 ’ 1 引 言 由于压缩态的辐射场在某个正交分量上具有 比真空起伏更小的量子噪声，从而可能 在光通讯、引力波检测等领域中获得应用，压缩光场的研究已成为当前量子光学领域中 重要的前沿课题 ]。另一方面，近几年来 ，有关原子与辐射场相互作用过程中原子态的 动力学行为亦引起 了人们极大的兴趣 。一些能够产生于描述场一原子相互作用的Jaynes -- Cummings模型[(以下简称 J—c模型)中的原子压缩效应 已被人们研究口 。然而。在 已有的研究中，或是仅考虑 了原子初始时处 于纯态的情形口 ，或是考虑了初始原子的 相干性 ，但未虑及失谐量对原子压缩的影响[ 。至于对既考虑原子初始相干性又考虑 失谐量，尤其是对存在较大失谐情况下原子压缩的研究至今尚不多见。由于原子的相干 性及失谐量是实际系统所真实存在的，因而研究它们对原子的偶极压缩行为的影响就很 有必要 。 本文采用时问演化算符方法，研究了单个二能级原子与初始处于压罐真空态的辐射 场的双光子相互作用。结果表 明，无论初始时原子处于纯态还是处于相干迭加态，原子 皆 ·江苏省教委 自然科学基垒资助项 目 收稿 日期 ]993年 l2月 4日 ． 维普资讯 可呈现压缩效应。对于各种不同的初始原子态 ，失谐量对原子压缩都将产生很大的影响。 本文同时讨论了初始压缩光场的压缩参量对原子压缩的影响。 2 理论模型 描述光场与二能级原子的双光子相互作用 J--C模型的Hamiltonian，在旋渡近似下 可表为 ． H = 伽 口+ 3+ (+ 口+ 口~zO． - ) = 】) (1) 式中 (f3和 分别是原子的能量算符和跃迁算符， 是其跃迁频率 {a+和 a分别为辐射场 光子产生算符和湮灭算符 ；m是辐射场的频率 ； 为场一原子的耦台常数。