單原子與單模腔場多光子相互作用的性質(zhì).pdf

1、近代物理的重要組成部分之一量子光學距今不超過50年，激光物理學與其有著密切的聯(lián)系。由單原子形成的微型激光器對于量子電動力學新效應(yīng)的研究而言是非常重要的。這主要是因為在單原子系統(tǒng)中，我們不但不用考慮原子數(shù)的漲落起伏并而且可以精確地解出系統(tǒng)主方程。在光學領(lǐng)域內(nèi)，大量學者已經(jīng)對高 Q值光學腔的量子效應(yīng)做了許多的研究，如光場壓縮態(tài)、光子反聚束效應(yīng)、量子邏輯門、原子發(fā)射譜的真空拉比分裂等現(xiàn)象，并且也已研究了光子統(tǒng)計以及場的一些力學性質(zhì)。前些年人們

2、用外加相干場激發(fā)被囚禁在高 Q值微腔內(nèi)的單原子從而成功地制備出了單原子激光。該種激光與我們熟知的傳統(tǒng)的多原子產(chǎn)生的激光有很大的不同。在一定的條件下它會產(chǎn)生非經(jīng)典光，比如說強壓縮光，且激光線寬也隨著泵浦頻率一起增加。我們可以將單原子激光器作為單光子脈沖的發(fā)射源，這是因為由它可以非常有序地發(fā)射光子，兩個光子之間會存在一個停頓。單原子激光器的這種特性使得它在對光子流量有著高要求的光子信息工程領(lǐng)域具有非常廣闊美好的前景。另一方面，單原子激光器的

3、實現(xiàn)，也使我們能夠獲得更加直接地研究單光子與單原子相互作用的機會，這對于理論物理學者來說也確實是一件令人高興的事。
　　本文利用格林函數(shù)理論來分析單原子與單模腔場的多光子相互作用的一些性質(zhì)。以往分析此類問題時，人們常常是在旋波近似下利用量子光學主方程的數(shù)值分析方法來研究場和原子的動力學性質(zhì)以及光譜特點。在我們求解的過程中，所遇到的最大的問題往往在于需要進行大量的積分運算，這使得本征值的求解很繁雜。而格林函數(shù)理論本身就是為了克服求解