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腔中二能级原子共振荧光

唐明  
【摘要】:在近几十年,随着量子光学的快速发展,在量子电动力学的领域,与腔场相互作用的原子系统的特点已经成为了一个非常重要的研究课题。自从Mollow提出了原子的共振荧光,人们通过理论和实验的研究,发现了很多有趣的量子效应,例如自发发射的提高和抑制、真空Rabi分裂、静电防护行为和原子反转的塌缩和再现。同时荧光谱也被应用到我们生活周围,比如荧光灯照明,我们经常用到的荧光笔,在生化和医疗方面,荧光也提供了很大的帮助,所以人们比较关注关于原子辐射的荧光谱的问题。 关于研究N个二能级原子的系统辐射的荧光谱,人们已经做了很多实验和理论的研究。本文主要是在N个原子系统中,加入腔场,调谐到与边频共振,通过旋波近似以及傅里叶变化等,我们得出原子荧光谱的表达式,从而画出系统辐射出的荧光谱线的图像。最后我们可以看到,在一定的条件下,加入腔场后,原子辐射的荧光谱会发生明显的分裂,荧光谱的边锋有时会高于中心峰,有时会低于中心峰,从而为我们今后关于荧光谱的研究提供了一个的方向。在全文的推导过程中,我们利用了一个更加精确的方法来得到荧光谱的表达式,我们用缀饰态来代替原子的裸态,从而排除了原子跃迁频率不等于光场频率时能级简并被取消而带来的影响。在处理的过程中,我们忽略了高阶项,但是相比在裸态下求解的荧光谱,本文的方法得到的谱线更容易被理解,也更加精确。


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