腔内原子辐射谱

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腔内原子的辐射谱,是当前量子光学领域内有关光与物质相互作用机理研究方面的一个十分活跃的前沿课题。腔内原子的辐射谱,由于其结构特征直接反映了原子与原子之间、以及原子与腔场之间相互作用的性质和相互作用规律,因而对这一问题进行深入研究,既具有重要的学术价值,又可开辟出一系列新的应用途径。

腔内原子辐射谱腔内原子辐射谱及其最新研究进展

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1 .发展动态
关于腔内原子辐射谱(即物理谱)这一概念,最初是由J.H.Eberly和K.Wodkiewicz两人于1977年提出的。
1980年至1993年,人们曾经分别研究了单个二能级原子以及两个二能级原子与单模腔场相互作用的辐射谱,结果发现了诸如“真空场Rabi劈裂”等一系列重要而有趣的非经典现象。
1994年,冯健教授、宋同强教授、王文正教授和许敬之教授他们4人,分别研究了两个偶极相互作用的等同二能级原子与双模腔场非简并双光子和喇曼相互作用的辐射谱。
1996年,冯健教授、宋同强教授、王文正教授和许敬之教授他们4人又分别研究了两偶极相互作用的等同二能级原子与双模腔场多光子共振相互作用的辐射谱和多光子喇曼相互作用的辐射谱。接着,他们4人又研究了两个无偶极相互作用的不等同双能级原子与双模腔场非简并双光子相互作用的自发辐射线型的一般特征。
1997年,冯健教授、宋同强教授和高云峰教授他们3人,还进一步研究了两个无偶极相互作用、且具有不同耦合常数的双能级原子与双模腔场多光子相互作用的辐射谱。此外,冯健、宋同强和高云峰3人在1997年还研究了高Q Kerr介质腔中单个理想的二能级原子与双模腔场非简并双光子相互作用的辐射谱。并在数值计算的基础上详细分析了Kerr效应对腔内原子辐射谱的影响,揭示出一系列重要的新特征。
但是,上述所有这些研究只是讨论了“单、多模腔场—单原子”系统和“双模腔场—两原子”系统的情形,而对于“三模腔场—两原子”系统及“q模腔场—两原子”系统任意Nj-度简并的任意NΣ光子共振相互作用辐射谱的情形未进行任何探讨。
有鉴于此,在1995年,张纪岳教授和杨志勇教授(理学博士、物理学博士后)他们两人,首次研究了两个偶极—偶极力关联的等同二能级原子与三模腔场非简并三光子共振相互作用的辐射谱。
1996年,杨志勇、张卓德、魏忠才和王菊霞4人,研究了两个偶极?偶极力关联的等同双能级原子与三模腔场任意多光子共振相互作用的辐射谱。
1997年,杨志勇教授(理学博士、物理学博士后)又研究了两个偶极—偶极力关联的等同双能级原子与三模腔场2—度简并六光子共振相互作用的辐射谱。
接着,杨志勇教授(理学博士、物理学博士后)和张纪岳教授他们两人在1997年又进一步研究了两个偶极—偶极力关联的等同双能级原子与q模腔场任意Nj—度简并的任意NΣ光子共振相互作用的辐射谱。并对q模腔场分别处于不同数态:即q模腔场均为真空场、q模腔场均为强场、1模为真空场(q-1)模为强场、q0模为真空场(q-q0)模为强场,以及(q-1)模为真空场1模为强场时辐射谱的结构特征及物理特性进行了详细分析,并由此揭示出“q模腔场—两原子”系统任意Nj-度简并的任意NΣ光子共振相互作用辐射谱的一般特征。而国内外现有的有关文献报道,仅仅是该项研究所得到的普遍性结果在各种不同情况下的特例。
至此,有关腔内原子辐射谱的理论研究工作达到了第一个高潮。
2. 发展趋势与发展方向
当前及21世纪人们应将主要研究目标集中在以下4个方面:
第一,研究多模腔场—多个双能级原子系统非简并多光子和任意Nj—度简并的任意NΣ光子相互作用过程中腔内原子的辐射谱及其结构特征。并考虑场—原子之间的非线性相互作用以及原子之间的非线性交叉耦合作用对腔内原子辐射谱的影响。
第二,研究多模腔场?单个、两个以及多个多能级原子系统非简并多光子和任意Nj—度简并的任意NΣ光子相互作用过程中腔内原子的辐射谱及其结构特征。进一步探索场—原子之间以及原—原子之间的各种非线性相互作用对辐射谱结构特征的影响。
第三,研究腔内原子辐射谱结构与原子结构之间的各种对应关系,并进一步探索腔内原子辐射谱的各种技术应用途径。
第四,由腔内原子辐射谱研究逐步扩展到腔内无机简单分子(包括:无机简单小分子,无机简单大分子等)、无机复杂分子、有机低分子、有机高分子、有机大分子、直至生命体中诸如DNA和RNA等生物巨分子的辐射谱的研究上来,建立腔内分子辐射谱的全量子理论,并进一步揭示腔内分子辐射谱结构与分子结构之间的关系,以开辟腔内分子辐射谱的技术应用途径。

腔内原子辐射谱参考文献

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杨志勇,侯洵.21世纪量子光学领域的若干重大核心问题展望——兼论量子光学的发展动态与发展方向[J].商洛师范专科学校学报(2000量子光学研究专辑),2000,14(专辑):1~52
杨志勇,侯洵.量子光学领域中的若干重大进展[A].参见:姚远,杨海成主编.新世纪科学论坛[C].西安:陕西科学技术出版社,1999,125~139
张纪岳,杨志勇.两等价二能级原子与三模腔场共振相互作用的辐射谱[J].量子光学学报,1995,1(1):75~84
杨志勇,张卓德,魏忠才,王菊霞.两等同双能级原子与三模腔场任意多光子共振相互作用辐射谱的一般特征[J].渭南师范学院学报,1996,11(1):12~21,25
杨志勇.两等同双能级原子与三模腔场六光子共振相互作用辐射谱研究[J].光学学报,1997,17(5):513~519
杨志勇,张纪岳.两等同双能级原子与q模腔场任意NΣ光子共振相互作用辐射谱研究[J].光子学报,1997,26(6):481~492
词条标签:
理学