非关联双模场对Kerr介质中电子绝热跃迁转移现象的影响

２ 系统 态矢量 随时 间的演化
充满 Ｋｅｒ ｒ 介质 的高 Ｑ腔 中双模场 与 Ｋｅｒ ｒ 介质 的耦 合在绝热近 似和忽 略相位 自调 制效应近 似下 【７ 。 ５ 】 １ 相 互作用 的哈密顿量 可表 示为：
收 稿 日期 ： ２ ０ — ２ ３ １ 修 改 日期 ： ２ ０ — ５ １ ０ １１— １ ０２０ —０
中 图 分 类 号： ３ ． Ｏ４ １２
１ 引 言
原子体 系与光场的相互作用及 由此 引起 的原子与光场的量子性 质随时间的演化是 当前重要 的研 究课题 。
对于 有 Ｋｅｒ介质参 与的非线性光 学过 程的研 究 【 ，不 仅有助 于深入 了解光 场与物 质相互 作用 的本质 ， ｒ 引 而且在 量子态制备 和光通信 【 等领域具 有潜在的重要 应用价值 。近年来 ，人们研 究了附加 Ｋ ｒ 介 质的非线 ７ 】 ｅｒ 性 Ｊ ｙ ｅ Ｃ ｍｍｉｇ 型中原子拉 比振 荡的崩溃与 回复现象 、场的量子统 计特性和压缩效 应与 Ｋ ｒ 效应的关 ａｎｓ ｕ — ｎ模 ｅｒ 系，发 现了原子拉 比振荡的超结构 ，光场 的压缩效应几 乎不受腔 损耗和热光 场的影 响，光场 的亚 泊松分布及 两模之 间的非经 典相关程 度均 因 Ｋｅｒ 应而减弱 【 ５ 。文 献 【】 ｒ效 ｌ ８ 进一步研 究 了 Ｋ ｒ 效 应对 ｖ 型三 能级原 ｅｒ
Ｆｉ １ Ｔｈｅ ｉ ｔ ｒ ｃ ｉ ｆａ ｃ ｃａ ｇ． ｎ ｅ ａ ｔｏｎ ｏ ａｓ ｄｅ ｔ ｅ —ｅ ｌａｔ ｈｒ ｅ ｌｖｅ ｏｍ ａｎｄ ｔｃａ ｅｌ ｏｐ ｉ ｌｆ ｄ ｉ
Ｈ １＝
１ Ｌ
（） ３
设初始 时原子 处于基 态 Ｊ ， ０ 光场 处于 ）
Ｒ ｎ ，２，其 （）＝∑ ， Ｉ１ｎ ） 中 ０， ）
ｎ １ ， ２ ｎ
Ｉ１ｎ ） Ｉ１ ０ ｌ２ ／，２ ＝ ／） ） ｔ ｔ ｎ
在ｔ 时刻 ，原子与光场耦 合体系在 相互作用绘 景 中的 态矢量可 写为：
文章编号： １ ０—４ １２ ０ ）４０ ２ —５ ０ ７５６ （０ ２０ ・３ ９０
非关联双模场对 Ｋｅ ｒ介 质 中电子绝热跃迁 ｒ
转移现象 的影响
魏 计林 ・ ，刘淑 平 ・ ，赖 云 忠 ・ ， ｚ
（ 太原重型机械学院物理系， １
（ 中国科学院物理研究所， ２
摘 要
太原
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３பைடு நூலகம் ３
＝ ｘａ＋ ａ１ ０ ０２
量 子 电 子 学 报
１ 卷 ９
其 中 ）是与介 质三 阶极化 系数有关且反 映 Ｋｅｒ （ ｒ 效应强度的常 数， ０ 和 ０（ ＝ １２ 分别是频 率为 ７ 的光场 ，） ｉ 产生 和湮没算符 。 级 联三 能级 原 子与 双模 场 的非 共振 相 互作 用如 图 １所
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第 １ 卷 第 ４ 期 ９
２０ ０ ２年 ８月
量
子
电
子
学
报
Ｖ＿ ．９ ＮＯ． ０ １ １ ４ Ａｕ ， ０ １ ｇ． ２ ０
Ｃ Ｉ Ｅ Ｅ Ｊ Ｒ ＡＬＯＦＱＵ Ｎ Ｍ Ｌ Ｃ Ｏ Ｉ Ｓ Ｈ Ｎ Ｓ ＯＵ Ｎ Ａ ＴＵ Ｅ Ｅ ＴＲ Ｎ Ｃ
０ ０２ ； ３０ ４）
北京 １ ０８ ） ０ ００
本文研究了充满 Ｋｅｒ介质的高 Ｑ 腔中非关联双模相干态场 与级联三能级原子 非共振相互作用情况 ｒ
下 ，电子 的 绝热 跃 迁转 移 现象 与 非 关 联场 之 间 的关 系 ．数值 计 算 显 示：级 联 三能 级 原 子 在与 非 关 联双 模 相 干态 的 相 互 作 用下 ，该 现 象 依然 存在 ，但 呈 现 不 同于 原 子 与关 联 场相 互 作 用 的 新特 征 。 关键词 Ｋｅｒ介 质 ；非关 联 场 ；绝 热跃 迁 转 移 现象 ｒ 文 献 标 识 码： Ａ
子与双 模光场相互 作用系统 的影 响，发现 Ｋｅｒ ｒ 效应对 Ｖ型三 能级原子拉 比振荡 的崩 溃与 回复现象 存在破坏
作用 ，并导致双 模场关联程度增 强 【 引。这些研 究揭示 了 Ｋ ｒ 介 质对 原子和光 场的非线性 作用效应 。另一方 ｅｒ 面 ，双 模场 与三能级原子非 共振相互作 用系统 中，当失谐量 很大时 ，可 以通过 绝热消 去原子的 中间能 级，将 系统等 效为一个 与双 模光场发 生非简并相互 作用的两 能级 原子 系统 ［ １ ，即此 时可 认为 电子通过 非简并双 ９ １ ￣】 光子过 程在原子的上 、下能级 间跃 迁 ， 几乎不 占据 中间能级。 Ｋｅｒ 而 ｒ 效应总是 导致原子与光场 的相 互作用减 弱，这 意味着初始处 于某一能级 的电子主要在其相 邻原子 能级间跃迁 ，在对相干 态与级联三能级 原子的非共 振相互 作用 中存在 有绝热跃迁转 移现象 ［ ］ １ ，那 么在非 关联双模相 干态与级 联三能级 原子之 间的相互 作用结 ２ 果如何 呢 ？本文给 出了非关 联双模相干 态与级联三 能级原子非共 振相互作 用系统 的态矢量 ，并对 不同初始光 场强度 、不同失谐量及不 同 Ｋ ｒ 介质偶合 系数下原子粒子 布居概率进行 了数值计算 ．结果表 明：在 非关联双 ｅｒ 模相 干态与级联 三能级 原子的非共 振相互 作用 中仍 然存在 电子 绝热跃 迁转 移现 象，但 随着 失谐量及 Ｋｅｒ ｒ 偶 合系数 的变化，又呈现 出许多不同于初 态为关联双 模场 的新 特性，我们对此提 出了新 的解释．
示，在旋波近 似下其相 互作 用哈密顿 量为 ［１ ： ９ １】
＝
ＡＲｎ＋ｇ （＋ ｍ ＋Ｒ１０） ２ａ ｎ１ ＋Ｒ １２，２ ｌ Ｒ ａ ０ １ ＋ｇ （＋ ２ ２０ ）（）
式 中 Ｒｉ＝ Ｉ （ △ 为场模与原子 中间能级 的失谐 量。 时， ｊ ｉ 引， ） 此
描述该 系统 的总相 互作用 哈密顿 量 （ ｈ＝１ 可写 为： 取 ）