辐射与介质相互作用的高阶效应研究

从量子力学的基本理论出发 ,研究了辐射场与介质相互作用的高阶效应 ,推出了介质在辐射场中有激发时的密度矩阵的运动方程 ,套出了辐射饱和时的强度计算公式。并得到了辐射场饱和时的强度与跃迁速率P的平方成反比 ,与高、低能级的衰减速率成正比的重要结论。     

光场的相关函数和压缩效应

本文介绍了原子与腔场的非线性相互作用以及受激辐射场的关联函数和压缩效应,讨论了光学相干、光子的聚束与反聚束效应以及光场压缩态中的一些有趣性质。     

自发辐射的全量子解释

产生激光的过程是受激辐射的光放大过程。然而,最初的辐射场必须至少有一个光子来引发处于受激态的工作物质。因此从理论上弄清自发辐射过程,了解这些最初由自发辐射过程所产生的光子及其特性是具有一定意义的。本文拟就大多数量子力学教材未能处理好的自发辐射现象,用全量子理论作较详细的处理,从而得出符合实际的全面解释。     

受激辐射下两原子有效量子纠缠

研究了受激辐射相互作用下两原子体系的量子纠缠特性.运用量子绝热近似方法,获得了体系的有效哈密顿量,讨论了在该哈密顿量下两原子量子纠缠的动力学演化.研究结果说明,在大失谐条件下,受激辐射相互作用可以将两原子制备到最大纠缠的Bell态,在退相干时间内,原子的自发辐射及热环境对量子纠缠的影响不大.     

三能级原子-场系统中原子的偶极平方压缩

研究了三能级原子与单模辐射真空场相互作用中原子的偶极平方压缩效应.运用数值计算方法讨论了辐射场与原子的2种耦合常数的相对大小以及原子的初始相干性对原子偶极平方压缩的影响.研究结果表明若初始原子处于基态或最高激发态,则相互作用系统在演化过程中不会出现原子的偶极平方压缩效应;当初始原子处于基态与最高激发态的相干叠加态时,系统在演化过程中可出现原子偶极平方压缩效应;原子偶极平方压缩的深度由反映初始原子相干性的位相因子决定;在其他条件一定时,若初始原子处于最高激发态的几率为1/4而处于基态的几率为3/4,则原子可呈现最佳偶极平方压缩效应;当辐射场与原子的2种跃迁耦合常数均不为0时,压缩量呈周期性变化;压缩量变化的周期由2种跃迁耦合常数的相对大小决定.     

磁场中单电子原子的对称性破缺及其能级分裂

本文讨论孤立单电子原子（包括氢和碱金属原子）在均匀外磁场中的对称性破缺及由此引起的能级分裂问题。原子物理或初等量子力学告诉我们，磁场中原子的能级分裂是磁场与原子磁矩相互作用产生的附加能量造成的。有趣的是，从对称性角度看，磁场之所以能引起原子能级分裂，是磁场使原子系统的对称性破缺的结果。本文以孤立单电子原子在均匀磁场中的能级分裂为例加以论述。     

运用"受激拉曼绝热通道"制备多能级∧系统相干原子叠加态

提出一种运用"受激拉曼绝热通道"技术制备在多个中间态的∧系统中多个末态相干叠加的方案.如果保证泵浦脉冲和斯托克斯脉冲的顺序与普通STIRAP技术中的一致,则通过控制斯托克斯脉冲和泵浦脉冲强度可实现多能级系统的任意叠加态.同时这种方法我们给出了用氖原子进行实验验证的方案.     

运用“受激拉曼绝热通道”制备多能级Λ系统相干原子叠加态

提出一种运用“受激拉曼绝热通道”技术制备在多个中间态的Λ系统中多个末态相干叠加的方案.如果保证泵浦脉冲和斯托克斯脉冲的顺序与普通STIRAP技术中的一致，则通过控制斯托克斯脉冲和泵浦脉冲强度可实现多能级系统的任意叠加态.同时这种方法我们给出了用氖原子进行实验验证的方案.     

类镁离子磁偶、磁四和磁八光谱跃迁的理论研究

采用平均能级AL模型、相对论量子力学GRASP2程序,考虑到核的有限体积效应、Breit和QED效应等修正,系统地计算了类镁离子组态磁偶极M1、磁四极M2和磁八极M3光谱跃迁波长、跃迁几率和振子强度,所得结果和实验数据及其它计算值进行了比较.结果表明:在ICF和MCF高温激光等离子体中,磁多级矩的跃迁几率过程不能被忽视,高原子序数的高荷电离子的磁多级矩的跃迁几率和中性原子的电偶极矩相当.     

相干光场的相对相位对K-型五能级原子的单光子和双光子吸收性质的影响

当K-型五能级原子的两基态能级邻近简并时,连接基态的两个跃迁路径与同一个真空场辐射场相互作用导致的量子干涉效应便产生了空场诱导相干性。K-型五能级原子系统的单光子和双光子电磁诱导透明受空场诱导相干性的作用效果十分明显,单光子吸收性质与外加相干光场的相对相位也有直接联系。     

声致发光：红外受激辐射放大（IRaser）？

声致发光以Ｐｌａｎｃｋ理论来处理是将空泡看作为微型可变调谐红外受激辐射放大,当空崩裂时将红外辐射转变为可见光子。在ＩＲａｓｅｒ腔内,红外辐射被吸收并再发射回到腔内,其时间间隔满足ＩＲａｓｅｒ壁间的半波边界条件,约为１飞秒量级。此时,空泡壁的Ｐｌａｎｃｋ能量的增量约为２０－１０μｅＶ量级,由于红外吸收相继累积达到可见光子能级,然后在约－１００ｐｓ量级时间内再发射,由此解释观察到皮秒脉冲间隔的声致发光     

类铍离子磁偶、磁四和磁八光谱跃迁的理论研究

采用全相对论量子力学GRASP2程序和平均能级AL模型,在核的有限体积效应、Breit和QED效应的高阶扰动基础上,系统地计算了类铍离子组态磁偶极M1、磁四极胞和磁八极M3光谱跃迁波长,跃迁几率和振子强度,所得结果和最近的实验数据及理论计算值进行了比较,结果表明：高原子序数的高荷电离子的磁多级矩的跃迁几率和中性原子的电偶极矩相当,在ICF和MCF高温激光等离子体中,磁多级矩的跃迁几率过程不能被忽视．     

利用原子和光腔作用实现受控非门

分别在2个基态|g₁〉和|g₂〉上制备2个相同的五能级Λ型原子, 再将其通过一个双模（a模和b模）光腔, 其中a模光子耦合下能级|g〉到中间能级|e〉的跃迁, b模光
子耦合中间能级|e〉到上能级|f〉的跃迁, 耦合强度分别为g_a和g_b. 将信息编码在腔模的偏振光子态上, 在原子通过光腔后测量腔的偏振光子态. 数值计算结果表明: 通过控制原子与内腔场的相互作用时间可实现受控非门; 当单光子失谐Δ=0.5g, g/k=2~10时, 保真度均大于99%.     

三光子泵浦钠蒸汽中的光解离受激辐射

该文报道了用波长为５７９．５－５８６．３ｎｍ的脉冲激光泵浦原子－分子系统,始终可探测到分别对于４Ｄ→４Ｐ和４Ｐ→４Ｓ的红外受激辐射的实验结果,测量了缓冲气体对红外受激辐射信号强度的影响。分析表明,实验中钠原子４Ｋ态的布居主要是分子的光解离过程造成的,而非原子、分子间碰撞能量转移造成的。     

Al、Ti、Cu、Mo和Au类氦离子光谱跃迁的理论研究

采用广义平均能级EAL模型和相对论量子力学GRASP2程序,考虑到核的有限体积效应、磁场效应、Breit和QED效应等修正,系统地计算了Al、Ti、Cu、Mo和Au类氦离子光谱跃迁的跃迁波长、跃迁几率和振子强度,所得结果和实验数据及其它计算值进行了比较.计算结果表明:在ICF和MCF高温激光等离子体中,类氦离子光谱的跃迁几率过程不能被忽视,可用来诊断稠密等离子体的磁场效应.     

二步共振激发钙蒸汽产生的250～400nm紫外受激和相干辐射

本文报道二步共振激发钙原子产生250～400nm波段内一系列紫外辐射的研究结果,分析了辐射产生的机制,确认部分辐射由四波混频过程产生,部分辐射是起始于高三重态的受激辐射,并讨论了高三重态的布居机制.     

辐射场中二能级原子的电子平均位置特征

根据量子力学理论,采用微扰方法,推导出辐射场中二能级原子的偶极矩变化规律式,从而研究其电子位置特征,得到辐射场中原子的电子位置平均值和一个受激发的阻尼谐振子相似的结论.     

构造不变子空间计算光子克隆的保真度

研究了双模辐射场和几个三能级原子的相互作用,计算了光子克隆的平均保真度随时间的变化,对数值计算过程进行了简化. 在对量子态的演化进行数值计算中,一般是在整个Hilbert空间进行计算.如果系统的空间维度很大,则数值计算需要处理大量的数据,花费大量的计算时间,有时候可以根据系统的特殊物理性质简化数值计算.如果在整个Hilbert空间找到每个量子态所在的不变子空间,对于每个量子态,在时间演化算符的作用下始终在自己的不变子空间内演化.不需要在全空间数值计算量子态的演化,而只需要在初态所在的子空间计算即可. 通过比较分析得知,在数值计算少数三能级原子对光子的克隆时,在全空间计算量子态的演化需要处理的数据量比在各自子空间计算要大1个数量级.     

钠分子受激扩散带的时间特性

用５６８．３ｎｍ和５６８．８ｎｍ的激光混合共振激光发钠蒸汽，对钠分子从２＾３Пｇ跃迁到ａ＾３∑＾＋ｕ产生的紫外受激扩散带的时间谱进行了实验研究，并做了理论分析和计算机拟合，其结果与实验吻合，由此得到了有关能级的寿命及动力学参量。     

论辐射效应态氢原子电子的概率位移

物质产生辐射,各种元素的电子受不同辐射光子的影响都会产生康普顿效应,尽管效应的强度不同。物质元素的电子受辐射时产生了康普顿效应称为辐射效应,产生辐射效应后电子的状态称为辐射效应态。氢原子结构简单,氢原子符合波尔理论,即氢原子核外电子具有能级轨道,电子吸收或放出能量会发生轨道跃迁;同时氢原子也遵从量子力学,氢原子核外电子有波函数ψ。辐射效应态下,通过分析氢原子中电子分布的不同位置,应用玻恩概率密度理论,可以求出氢原子的电子辐射效应态沿辐射方向的概率位移。