一维含负折射率材料结构中原子的瞬时自发辐射

负折射率材料是一种新型的人工材料，其介电常数和磁导率同时小于零，导致了折射率小于零。当电磁波入射到正负折射率材料的界面上，将会产生负的折射现象。因此单个负折射率材料板能起到能量汇聚的作用。用正负折射率交替排列组成的一维光子晶体能产生不同于通常布拉格带隙的零平均折射率带隙。这种带隙能抑制几乎全方向的辐射，从而能对原子自发辐射产生更强的抑制作用。J．Kastel和M．Fleischhauer最近提出用理想负折射率材料板加上理想反射镜，在适当条件下会完全抑制原子的自发辐射。本文我们考虑在包含实际负折射率材料—有色散和吸收—的一维结构对原子自发辐射的影响。     

三层单负材料结构中电磁波模分析

本文分析了由负介电常数材料和负磁导率材料交替排列组成的一维三层结构中的电磁波模式,包括传播模及波导模.传播模对应于入射的行波模,着重研究了发生共振隧穿时场分布和透射谱随入射角度的变化关系,发现改变结构参数时共振隧穿频率会劈裂成两个,且这两个隧穿模的频率间距随着中间层厚度的减小而逐渐加大.波导模是指在结构两边的半无限真空中以倏逝场形式存在的电磁模式,分析了它的存在条件即色散关系,发现这种模在材料的交界面处会出现较强的局域场. 关键词： 单负材料 共振隧穿 传播模 波导模     

Casimir-Polder力对左手材料板附近的原子的动力学作用

本文研究了初始处于激发态的两能级原子在左手材料附近运动时Casimir-Polder力对原子动力学的影响. 左手材料有两个的作用: 一是在距离界面波长区域内提供了较强的Casimir-Polder共振力, 二是在这一范围原子的自发辐射受到抑制, 延长了作用时间. 这两种效应使得依靠原子自发辐射这一过程中的Casimir-Polder力能对原子的运动学产生影响, 并将一定初速度的原子排斥远离界面. 由于原子偶极矩的取向会影响Casimir-Polder力的性质, 因此对于某些初始条件(初速度和初始位置), 不同偶极矩取向的原子有不同的运动学结果, 会被吸引到界面或反射出去, 从而对具有不同偶极矩方向的原子进行筛选. 当然由于Casimir-Polder力很小, 能够反射的初速度也很小, 但是已经可以反抗极低温的热涨落, 我们的理论预估值约为15 μupK. 如果和其他约束手段同时作用, 便能对原子的动力学产生更为有利的控制.     

带初相位分布的径向基模激光束列阵在湍流大气中的传输特性研究

利用相干叠加原理和广义Huygens-Fresnel 衍射积分公式,理论上研究了具有确定初始相位排列的激光束列阵通过大气湍流的传播特性.发现在近距离的传输过程中,列阵光束的光强分布会出现螺旋状分布（即光学涡旋）.但由于大气湍流的影响,光束列阵远场涡旋特性随着传输距离的增加逐渐消失,成为无旋涡的实心光束;且当大气湍流变弱时,旋涡特性的有效传输距离逐渐变长. 关键词： 大气湍流 涡旋     

利用含负折射率材料的光子晶体实现角度滤波器

利用光子晶体的共振隧穿效应，并结合由负折射材料引起的零平均折射率带隙，设计出一种新型的角度滤波器，使得对于某一频率范围内的入射电磁波仅在特定入射角度的波能够全透，而其他角度的波不能透过.这将在微波器件乃至光学器件上有广泛应用. 关键词： 光子晶体 负折射率材料 共振隧穿     

双层单负材料结构的古斯-亨兴位移调控

运用反射相位法和高斯光束峰值位移判断法研究了由电单负材料(ENM)和磁单负材料(MNM)组成的双层结构的古斯-亨兴位移现象.首先利用传输矩阵计算结构的反射系数,通过对反射系数的相位分析,发现对于单层的电单负材料和单层的磁单负材料,反射高斯光束的古斯-亨兴位移方向相反,同时位移的大小与材料厚度存在一定的联系.进一步对双层...     

Λ型三能级系统中EIT的瞬态响应时间研究

详细研究了Λ型三能级原子系统中电磁感应透明的瞬态过程。我们从理论上分析了系统中各参数(例如失谐、原子能级衰减率、探测场和耦合场强度)对瞬态响应时间的影响,并且通过对密度矩阵演化方程的数值求解,分析了相关密度矩阵元尤其是与吸收和色散相关的矩阵元ρab的瞬态行为。结果发现:在满足双光子共振条件Δ=Δμ的情况下,瞬态响应时间与能级衰减速率以及探测场和原子跃迁的失谐有直接关系;随着失谐的增大,响应时间也相应延长,同时,瞬态响应时间也随着衰减率γ的增大而缩短。而探测场和耦合场的强度变化并未对响应时间造成影响。此外,很多文献都指出,常用的微扰近似稳态解只适用于探测场强度远小于耦合场强度的情况,而本文则通过对比数值解的稳定值和微扰近似稳态解的差异,给出了其适用的确切范围:即应满足PE/h≤0.1Ωμ。     

结构库中二能级原子与自发辐射场间的纠缠演化

利用量子约化熵对比研究了真空、一维腔、各向同性以及各向异性光子晶体四种不同结构库中二能级原子与自发辐射场间的纠缠演化特性.研究表明,原子-光场纠缠的演化特性与原子所处结构库的模密度分布密切相关.在真空和一维腔中,模密度随频率连续变化,原子-光场纠缠将最终衰减至零.而在各向同性和各向异性光子晶体中,模密度中存在光子禁带,原子-光场纠缠能最终趋于稳态值.可以通过改变原子所处结构库的模密度来控制原子-光场纠缠的演化特性.     

动态各向同性光子晶体中二能级原子的自发辐射

研究了动态各向同性光子晶体中二能级原子自发辐射的性质,主要讨论了光子晶体能带带边频率随时间作阶跃调制和三角函数周期调制两种情况下,原子上能级占据数随时间的演化特性.当光子晶体能带带边频率随时间作阶跃调制时,原子上能级占据数随时间的演化不仅和上能级与能带带边的相对位置δ有关,更依赖于阶跃调制发生的时刻.调制发生时刻不同,调制后原子上能级占据数随时间的演化也不同.当光子晶体能带带边频率随时间作三角函数周期调制时,二能级原子上能级占据数随时间作总体衰减的准周期振荡.通过选择调制频率和调制初相位可调控准周期振荡的频率、峰值与谷值的大小以及占据数的总体衰减速度等.     

压缩态光场变耦合系数双光子J-C模型性质

讨论了初始光场为压缩态、原子-光场耦合系数随时间变化情形下双光子过程J-C模型的量子统计性质。具体研究了双光子过程中原子布居数反转、光场的压缩等随时间的演化性质,讨论了初始光场的压缩系数、压缩相位及耦合系数变化快慢对这些性质的影响。研究结果表明,初始光场的压缩系数增大,崩塌和回复的频率增大,回复值减小。当原子-光场耦合系数变化缓慢时,崩塌和回复现象被延迟。而光场逐渐失去压缩性质;而当耦合系数变化较快时,崩塌和回复现象被加速,而光场压缩量将产生振荡,压缩效应将反复出现。