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有克尔介质时相位耗散腔内Jaynes-Cummings模型的纠缠动力学研究

作　者: 杨海彬
导　师: 李勇
学　校: 华中师范大学
专　业: 光学
关键词: 克尔介质 J-C模型依赖强度耦合J-C模型内秉纠缠相位耗散线性熵
分类号: O431.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

J-C模型是量子光学中描述光场与原子相互作用最简单和最典型的模型,是用来描述单个二能级原子与单模辐射光场的相互作用。本文主要是从考虑腔耗散和加Kerr介质来研究J-C模型。把JCM模型同时扩展到腔耗散和加克尔介质的情况,到目前为止,仅有一篇文章做了类似工作。但是他们在讨论耗散或克尔介质对原子与光场之间纠缠的影响时,用的是线性熵理论。光场的线性熵（原子线性熵）描述的是光场（原子）与原子（光场）和环境组成系统之间的纠缠,它不能描述原子与场之间的纠缠。所以用线性熵描述原子与光场之间的纠缠是不完美的。当一个系统由三个元素组成（比如A,B和C）,Olaya-Castro等人用下面的式子来描述原子与光场的内秉纠缠（intrinsic entenglment）,M_A,B=S_A+S_B-S_A,B,M_A,B可以非常好地来描述了A,B之间的纠缠。本文用Olaya-Castro等人理论研究了加Kerr介质耗散腔中标准J-C模型和非线性J-C模型,Kerr介质对原子、光场之间内秉纠缠的影响。结果表明随着Kerr介质的增强其内秉纠缠随时间演化周期变小。本文将标准J-C模型和依赖强度耦合J-C模型在考虑相位耗散的情况下放入克尔介质中,来讨论克尔介质对两种J-C模型线性熵及内秉纠缠演化的影响。在旋波近似下得到系统的有效哈密顿量,通过解矩阵元得到原子和光场的约化密度算符,从而获得原子、光场和系统的线性熵及内秉纠缠。然后比较在没有克尔介质和有克尔介质的情况下线性熵的变化,再观察随着克尔效应的增大,线性熵及内秉纠缠呈现出的变化。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章引言  8-11
第二章本文的理论基础知识介绍  11-15
  2.1 J-C(Jaynes-Cummings)模型  11-13
  2.2 克尔(Kerr)介质和克尔效应  13-15
    2.2.1 经典的克尔效应  13
    2.2.2 克尔介质的非线性过程  13-15
第三章相位耗散腔中J-C模型熵的演化  15-19
  3.1 密度算符和线性熵  15-17
  3.2 结论  17-19
第四章克尔介质对相位耗散腔中J-C模型线性熵的影响  19-30
  4.1 系统的有效哈密顿  19-21
  4.2 求解矩阵元主方程  21-23
  4.3 线性熵  23-25
    4.3.1 原子的线性熵  23
    4.3.2 光场的线性熵  23-25
    4.3.3 系统的线性熵  25
  4.4 结果分析  25-30
    4.4.1 线性熵的结果分析  25-27
    4.4.2 原子与光场纠缠的结果分析  27-30
第五章克尔介质对相位耗散腔中依赖强度耦合J-C模型(非线性J-C模型)线性熵的影响  30-42
  5.1 系统的有效哈密顿  30-31
  5.2 求解矩阵元主方程  31-34
  5.3 线性熵  34-37
    5.3.1 原子的线性熵  34-35
    5.3.2 光场的线性熵  35-36
    5.3.3 系统的线性熵  36-37
  5.4 结果分析  37-42
    5.4.1 线性熵的结果分析  37-39
    5.4.2 原子与光场纠缠的结果分析  39-42
第六章总结与展望  42-43
参考文献  43-46
攻读硕士学位期间完成及发表的文章  46-47
致谢  47

有克尔介质时相位耗散腔内Jaynes-Cummings模型的纠缠动力学研究

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