原子在界面附近自发辐射率的闭合轨道理论计算

利用闭合轨道理论,对原子在界面附近的自发辐射率的计算公式进行了推导,并对界面附近原子自发辐射率的多周期振荡现象进行了系统的研究.首先,根据光子的闭合轨道理论,把原子的自发辐射用经典的偶极天线辐射来模拟,推导出原子在一个金属界面旁的自发辐射率的计算公式,然后再推广到两个金属界面旁的原子自发辐射情况,并对原子自发辐射率的多周期振荡进行了分析.     

半无限大介质板夹层对空腔中原子自发辐射率的影响

研究了半无限大介质板夹层对空腔中激发态原子的自发辐射率的影响.引人标度变量,采用腔量子电动力学方法计算了原子的自发辐射率,并用闭合轨道理论对结果进行分析:由于介质界面的影响,光子经界面反射后返回到辐射原子上,并与出射的光子相干,辐射率呈现出拟周期的阻尼振荡;通过Fourier变换抽取振荡频率,每一频率对应一条光子经典轨迹的作用量,从而给出了夹层空腔对激发态原子自发辐射率的影响的新解释.     

非均匀介质中发光中心自发辐射速率的局域场效应

介质中发光中心的自发辐射速率与发光中心处的微观局域电场和介质中的宏观电场的比值相关,从而对环境介质的折射率存在一定的依赖.在虚腔模型和实验模型基础上,提出了一种通过数值计算来研究非均匀介质中发光中心自发辐射速率的局域场效应的方法,数值模拟的结果表明均匀介质中发光中心自发辐射速率的局域场效应并非完全满足虚腔或实腔模型.     

纳米银球附近三能级原子的自发辐射动力学特性

基于格林函数预解算子方法，研究了纳米银球附近V型三能级原子的自发辐射动力学特性.结果表明，原子的自发辐射动力学强烈依赖于原子的跃迁频率和所处位置.原子动力学演化谱呈现出双主峰的特征，距离较近时，高频峰宽度远小于低频峰宽度；自发辐射动力学振荡频率由演化谱双峰频率差决定，而振荡衰减快慢主要由演化谱峰宽决定；距离越近，相干振荡越强；2个跃迁频率越接近自发辐射增强谱峰值频率，演化谱峰高越低，尤其是低频峰，相干振荡越弱.     

体心立方金属对称倾斜晶界的改进分析型嵌入原子法模拟

采用改进分析型嵌入原子法(modified analytical embedded atom method,MAEAM),从原子尺度对体心立方(body-centered cubic,BCC)金属Li在以[001]为旋转轴的对称倾斜晶界(symmetrical tilt grain boundary,STGB)中的结构和能量进行了计算机模拟.结果表明,刚性结合的对称倾斜晶界面附近的原子距离非常近,从而导致能量异常高.所研究的27个晶界面两晶粒间的相对平移均可降低晶界能,最小晶界能出现在特定的平移距离处,且随重合密度倒数∑增加而振荡增加,随相对面间距d/a增加而减小,3个最低能量的晶界面依次对应于(310)、(530)和(510).由能量最小化原理知这些晶界面将依次择优出现.     

分层介质中原子电四极辐射速率的计算

利用平面分层介质中电磁场Green函数的解析形式,求解位于复杂分层介质结构中的原子电四极自发辐射速率.考虑一特例,结果表明与特殊介质结构中由电磁场模式求解的电四极子衰减速率相同.     

近金属表面里德堡氢原子的回归谱

采用闭合轨道理论研究了近金属表面里德堡氢原子的动力学性质,讨论了氢原子电子的运动性质随原子与金属表面距离d变化的情况.我们给出d=2000,n=25时近金属表面里德堡氢原子的所有闭合轨道,并算出标度能ε=-1.6,1280≤d≤2508.8时近金属表面里德堡氢原子的回归谱,这为以后的实验工作提供了理论依据.     

农药在植物表面上释放过程的研究

研究农药在植物表面上的释放机理,建立农药释放的物理模型.分析不同机理控制下的介质移动和农药释放过程,对农药的由溶出机制控制的恒速释放药现象进行了解释.研究表明,农药与水介质移动速率的相对大小是控制农药扩散释放机理的主要因素.当水介质界面的移动速率大于农药通过凝胶层的速率时,农药的移动在整个过程中起决定作用;反之,界面层的移动在整个过程中起决定作用.当农药的移动速率和界面的移动速率即到达凝胶层时的速率相等时,两者共同发挥作用.     

铁和液体锡反应的动力学研究

基于单分子反应理论假设反应模型,研究260 ℃～350 ℃范围内铁与液态锡反应过程中锡的化学反应速率系数与扩散量等内容.结果表明,活化锡原子向基体内部的扩散量随时间按照公式a(1-e-bt)变化,当反应至一定时间,FeSn致密层达到一定厚度时,锡原子的扩散被阻止,单位面积的最大扩散量仅为很小的定值a,且随温度升高而增大.平均化学反应速率系数k1与逆反应速率系数k-1随温度增加而增加;不同时刻的化学反应速率系数k1,t、逆化学反应速率系数k-1,t随时间增加而减小.     

分层介质中电磁场Green函数的应用实例

利用平面分层介质中电磁场Green函数的解析形式,求解位于两平行板间的原子的电四极自发辐射衰减速率。结果表明,与特殊介质结构中由电磁场模式求解的电四极子衰减速率相同,但由电磁场Green函数求解的电四板子衰减速率具有一般性,可以考虑任意的三层平面分层介质中,介电常数和磁导率对电四极子衰减速率的影响。     

Cavity cooling of a single atom

All conventional methods to laser-cool atoms rely on repeated cycles of optical pumping and spontaneous emission of a photon by the atom. Spontaneous emission in a random direction provides the dissipative mechanism required to remove entropy from the atom. However, alternative cooling methods have been proposed for a single atom strongly coupled to a high-finesse cavity; the role of spontaneous emission is replaced by the escape of a photon from the cavity. Application of such cooling schemes would improve the performance of atom-cavity systems for quantum information processing. Furthermore, as cavity cooling does not rely on spontaneous emission, it can be applied to systems that cannot be laser-cooled by conventional methods; these include molecules (which do not have a closed transition) and collective excitations of Bose condensates, which are destroyed by randomly directed recoil kicks. Here we demonstrate cavity cooling of single rubidium atoms stored in an intracavity dipole trap. The cooling mechanism results in extended storage times and improved localization of atoms. We estimate that the observed cooling rate is at least five times larger than that produced by free-space cooling methods, for comparable excitation of the atom.     

Light interference from single atoms and their mirror images

A single atom emitting single photons is a fundamental source of light. But the characteristics of this light depend strongly on the environment of the atom. For example, if an atom is placed between two mirrors, both the total rate and the spectral composition of the spontaneous emission can be modified. Such effects have been observed using various systems: molecules deposited on mirrors, dye molecules in an optical cavity, an atom beam traversing a two-mirror optical resonator, single atoms traversing a microwave cavity and a single trapped electron. A related and equally fundamental phenomenon is the optical interaction between two atoms of the same kind when their separation is comparable to their emission wavelength. In this situation, light emitted by one atom may be reabsorbed by the other, leading to cooperative processes in the emission. Here we observe these phenomena with high visibility by using one or two single atom(s), a collimating lens and a mirror, and by recording the individual photons scattered by the atom(s). Our experiments highlight the intimate connection between one-atom and two-atom effects, and allow their continuous observation using the same apparatus.     

三能级V型原子自发辐射的双色相位控制

利用密度矩阵方程和量子回归理论研究了在一对双色场驱动下的三能级V型原子的自发辐射。研究结果表明,原子的自发辐射强烈依赖于这对双色场的相对相位差,而不依赖于双色场各自相位或相对相位。通过改变场的相对相位差,能够对原子的自发辐射实现选择性抑制或消除。     

自发辐射诱导原子质心运动退相干的理论研究

研究单个二能级原子与真空电磁场的相互作用,给出了总系统的薛定谔方程的解析波函数,并分析得出原子质心运动的约化密度矩阵。结果表明原子内部电子态与真空场的相互作用会诱导原子的质心运动与原子的内部电子态发生纠缠,从而会导致原子的质心运动发生量子退相干。文中还给出了退相干因子的解析表达式,并通过图形演示了原子质心运动退相干的动力学演化情况,以及与原子的空间尺度和原子-场耦合强度的相关性。     

二能级原子自发辐射过程中的Wigner-Yanase偏态信息

研究单个二能级原子自发辐射过程中原子和光场Wigner-Yanase的信息变化,并分别计算原子和辐射场的Wigner-Yanase信息.结果表明:原子和光场的Wigner-Yanase信息均依赖于平均值〈Sz〉;当原子处于基态时,光场的Wigner-Yanase信息达到最大值;原子与光场并非同步达到最大混合态.     

梯度应力对BaTiO3薄膜电性质的影响

通过求解弹性力学方程而得到薄膜的应力分布形式，并将其用于朗道热力学理论，以解释生长于张应力衬底BaTiO3薄膜的电性质.结果表明：在生长于镀铂硅衬底的BaTiO3薄膜中，a和aa相共存，但由于两相的自发极化均平行于薄膜表面而无法观测到其电滞回线；随着温度升高，BaTiO3薄膜的等效介电常数呈现出弥散特征，其理论结果与实验结果较吻合.     

J-C模型中原子的自发辐射与量子纠缠态

通过对旋波近似下J－C模型中的二能级原子与单模场相互作用体系的研究，得到激发态原子将演化为场和原子的耦合叠加态－－纠缠态，原子偶极矩的期待值总是零，但偶极矩的起伏恒等于一个不为零的常数，因此，原子的自发辐射是由偶极矩的涨落引起的，并非原子偶极矩振荡造成的结果，具体研究这种纠缠态的性质得出：原子与场纠缠体系的信息熵和纠缠度随时间做周期性的振荡，并且和原子与场间的耦合系数及失谐程度有关，量子态在非纠缠态与纠缠态之间变化，在微小失谐量时，量子态将长时间停留在纠缠态。     

介质阻挡放电的光谱研究

利用双水电极实验装置,发射光谱的方法对介质阻挡放电系统进行了研究.在实验中发现,电压不同时,电流波形也有所不同.其他条件一定时,升高电压或频率,Ar原子谱线(750)谱线的强度都会增加.