基于里德堡原子的相干激发与量子关联研究

第1章 绪论 1

1.1 里德堡原子与量子信息技术 1

1.2 电磁感应透明 5

1.3 本书的结构及主要内容 7

参考文献 10

第2章 物理背景与理论基础 19

2.1 里德堡原子 19

2.1.1 基本性质 19

2.1.2 碱金属里德堡态 20

2.1.3 里德堡原子的寿命 21

2.1.4 里德堡原子的相互作用 22

2.2 光与二能级原子系统的相互作用 25

2.2.1 独立原子系综 26

2.2.2 里德堡原子系综 28

2.3 偶极阻塞效应与偶极反阻塞效应 30

2.4 原子相干效应 34

2.4.1 独立原子系综的电磁感应透明 35

2.4.2 相互作用原子系综的电磁感应透明 38

2.4.3 受激拉曼绝热过程 43

参考文献 46

第3章 双光子跃迁主导的电磁感应透明 50

3.1 引言 50

3.2 理论模型及光学bloch方程 52

3.2.1 原始五能级 型原子系统 52

3.2.2 约化三能级 型原子系统 54

3.3 数值结果及缀饰态理论解释 57

3.4 偶极阻塞效应对双光子EIT的影响 60

3.5 本章小结 62

参考文献 63

第4章 里德堡原子中的线性光学响应和合作光学非线性 66

4.1 引言 66

4.2 理论模型和方程 68

4.2.1 海森堡—郎之万方程和超级原子模型 68

4.2.2 条件极化率和传播方程 71

4.3 数值模拟结果及理论分析 73

4.4 本章小结 76

参考文献 77

第5章 基于偶极阻塞效应的正常和反常合作光学非线性效应 79

5.1 引言 79

5.2 理论模型和方程 80

5.2.1 海森堡—郎之万方程和超级原子模型 80

5.2.2 条件极化率和传播方程 82

5.3 数值结果及理论分析 84

5.4 本章小结 89

参考文献 90

第6章 偶极阻塞主导的单光子水平电磁感应透明 92

6.1 引言 92

6.2 系统模型与海森堡—郎之万方程 93

6.3 原子极化率与传播方程 95

6.4 数值模拟结果讨论与分析 97

6.5 结论 101

参考文献 101

第7章 具有两体退相位的里德堡电磁感应透明 104

7.1 引言 104

7.2 多体哈密顿量与主方程 105

7.3 两体退相位增强阻塞效果 107

7.3.1 两体退相位的阻塞半径 108

7.3.2 增强阻塞效果 109

7.4 探测光的传输和关联 110

7.4.1 海森堡—郎之万方程 110

7.4.2 探测场的传输特性 111

7.4.3 光子—光子关联 113

7.5 结论 113

参考文献 114

第8章 里德堡电磁感应透明中的相位 119

8.1 引言 119

8.2 系统模型与动力学方程 120

8.3 条件极化率与探测场传播方程 122

8.4 数值模拟结果讨论与分析 124

8.5 结论 129

参考文献 129

第9章 两体里德堡原子系统的量子纠缠和稳态激发 132

9.1 引言 132

9.2 相干驱动的里德堡原子系统动力学方程和稳态解 133

9.3 量子纠缠及其对纠缠的度量 134

9.4 数值模拟结果讨论与分析 135

9.5 结论 137

参考文献 137

第10章 稀薄里德堡原子气体中的两体纠缠 139

10.1 引言 139

10.2 系统哈密顿量与动力学演化方程 140

10.3 里德堡激发概率和量子纠缠的度量 141

10.4 数值模拟结果讨论与分析 142

10.5 结论 147

参考文献 147

第11章 基于受激拉曼绝热技术的里德堡激发和纠缠制备 150

11.1 引言 150

11.2 理论模型及方程 151

11.3 数值模拟结果及理论分析 154

11.4 本章小结 158

参考文献 159

附录 161