多能级系统中基于量子干涉效应下的量子调控

摘要

近年来，多能级系统的量子干涉效应得到了广泛的关注和深入的研究，并且已逐渐成为量子光学领域的重要前沿课题，人们在过去的几十年中已发现了许多新的基于量子干涉效应的物理现象和效应；另一方面，量子调控作为一门新的科学与技术分支十分活跃，它的发展可能彻底改变计算机、工业、医学，化．学与生命科学等，从而使人类生活发生根本性的变化。目前量子调控的重点是物理实现，而针对量子控制系统的研究主要还是在理论探讨阶段。 本文应用量子光学的相关理论，对基于多模场与多能级原子相互作用系统中量子干涉下的量子调控进行了研究，得出了一系列有意义的结果。量子干涉效应有别于传统的经典干涉效应，基于量子干涉下的量子调控应用领域突破传统的瓶颈，特别是在量子信息、量子通信加密技术以及光量子计算机等领域将有望取得重要进展。本论文基于国家自然科学基金资助课题“弱光下的非线性效应”和“单光子激光”的基础上，进一步研究了基于量子干涉效应下的量子调控多种情形，其主要内容包括： 1、量子干涉效应以及量子调控的研究概况及当前的研究动态和应用展望。 2、介绍相关的研究方法、理论工具基础。具体介绍了波函数、量子电偶极子、迪拉克符号、密度矩阵表述法、半经典理论和量子理论以及几种物理绘景。 3、研究了Tripod-type四能级原子与三光场相互作用系统的量子干涉效应下的电磁感应透明和开关效应得调控。 4、研究双lambda型结构原子与四个光场相互作用的量子系统，探讨双驱动场下，系统量子效应如何通过双驱动场的配合来实现调控：。 5、研究了准A型四能级原子与多模光场相互作用的量子系统，在量子干涉机理下，产生左手效应。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 引言

1.1量子干涉概述

1.2量子调控概述

1.3本论文的主要工作

第二章 量子干涉中的理论基础

2.1波函数

2.2量子电偶极子

2.3狄拉克符号

2.4密度矩阵

2.5薛定谔表象，海森堡表象，相互作用表象

2.6激光的半经典近似和全量子理论

第三章 Tripod-type四能级原子系统中非线性效应的量子调控

3.1.概述

3.2.模型与计算

3.3.结果与分析

3.3.本章小结

第四章 量子调控中的双模协调控制

4.1概述

4.2双lambda结构模型

4.3数值计算和结果分析

4.4本章小结

第五章 量子调控中介质的左手效应

5.1概述

5.2准∧型原子结构及其理论模型

5.3数值计算及其结果分析

5.4本章结论

第六章 全文总结及展望

6.1本文的创新

6.2可后续本文的研究工作

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果