二能级原子共振荧光双光子关联的滤波调控

发布时间：2024-06-28 21:22

　　二能级原子在强场驱动下因受激辐射而产生的共振荧光谱一直是量子光学中的中心问题。这种荧光谱具有三峰带结构,并且早在20世纪80年代人们就已经开始对共振荧光的频率选择关联进行了理论研究。最近,随着光学频率选择技术的发展,人们可以用滤波器来选择不同频率的光子进行研究,因此人们再次将目光放到对光子频率分辨效应的理论与实验研究以及频率选择过程对光子统计性质的操控上。在本文中,我们先用两个空腔来对光子进行频率选择,研究了二能级原子共振荧光的(近)共振频率选择的双光子关联特性。我们通过原子一腔的弱耦合相互作用得到了双光子频率选择关联函数的解析结果,发现在短延时条件下,双光子的关联特性比较明显,这种关联特性来源于双光子的两种可能的辐射过程的非相干或相干叠加。对于来自两个不同边带的双光子,由于两种辐射过程的初态和末态都不相同,所以两种辐射过程是非相干叠加,因此不同边带的双光子之间呈现聚束效应。而中心峰带光子与边带光子之间由于两种辐射过程的相干叠加,从而产生了量子相消干涉,因此它们之间呈现反聚束效应。然后,我们还研究了二能级原子共振荧光的混合频率选择的双光子关联特性。此时,我们将一个空腔的频率调至中带与边...

【文章页数】：49 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１：修饰态原子的三种频率荧光场的自发辖射示意图??

我们分别将低频谱线、中心谱线和高频谱线记为Ｆ带，Ｒ带和Ｔ带。??而系数ｃ２，?士＾和分别表示了这三种修饰态自发辐射过程在整体自发辐射中的??权重比例，即共振荧光场的单光子跃迁振幅，如图１．１所示。??丨＋〉?丨＋〉???ｊ?１＋）??Ｉ－）??！－）——一一——１－）??ｃ１?－....

图２．１：二能级原子共振荧光的滤波双光子关联模型图

与此同时，滤波过程本身只有入射作用而不考虑入射光子因滤波器本身的反射??而对原子的反作用，因此，这一过程可用原子与腔场之间建立的弱耦合相互作用来??描述。鉴于这一物理上的等效性，我们建立了如下图２．１所示的原子一腔相互作用??模型。??腔模ａ、??二能级辐射系统?ａ?？气??？夂....

图２．２：短延时探测情形下两个来自不同荧光边带光子的双光子关联特性

?Ａａｆ＝Ａｔ，Ｔ＝〇〇?（ａ）Ａ?＝?０，?（ｂ）Ａ?＝?３０ｙ〇??测的条件概率是完全相等的，反映在关联函数在Ｔ?＞?０和Ｔ?＜?０时呈现对称分布上，??如图２．２（ａ）。而对于非共振激发，修饰态布居数不再相等，使得两种不同边带光子??的辐射不再平衡，因此，对于两种不同的探测....

图２．３：短延时探测情形下中心带光子和边带光子的双光子关联特性

１０〇７〇?＝?０，?ＡｂＲ?＝?０，?（ｂ）＾＾?＝?５ｙ，?＝?—５ｙ〇??图２．４描述了修饰态原子跃迁而建立的中心峰带光子与边带光子双光子辐射过??程，其中图（ａ）和图（ｂ）分别表示Ｒ－Ｆ和Ｒ－Ｔ光子的双光子辐射。对于中心峰带光子和??某一边带光子的延时探测，当探测顺序给定....

本文编号：3996681