絕熱條件下二能級系統(tǒng)相干控制的動態(tài)分析.pdf

1、量子控制作為一門新興邊緣學科，已經(jīng)引起了許多科技工作者的注意，他們期待著量子控制技術的發(fā)展和應用能夠促進化學、生物學、信息科學等學科的研究。同時，許多科學家對量子控制所關注的一些問題進行了研究，已經(jīng)取得了不少成果，特別是在實驗方面，已經(jīng)成功地對一些對象進行量子控制。在過去的十年中，隨著對光波形或者說脈沖整形的深入，使得實驗可以根據(jù)人們的要求產(chǎn)生復雜的光脈沖波形。通過脈沖整形可以有效地控制化學反應、產(chǎn)生超短脈沖序列，進行量子相干控制等。脈

2、沖整形系統(tǒng)作為一種控制超短脈沖波形的實驗工具，已經(jīng)在超快激光光譜學、非線性光纖光學和量子光學等領域產(chǎn)生了重大的影響。 然而在實驗當中關注的只是實驗的結果，對過程的研究較少，因此為實驗帶來了大量的準備工作。本文就是對整形激光場同介質的相互作用過程進行了清晰明了的分析，該工作的意義在于可以指導實驗選取更容易在實驗室環(huán)境中得到的激光束，以及使介質在受到外界作用時的響應是我們期望的；同時可以為教學提供演示。本文由如下三個部分構成:

3、 第一部分、二能級系統(tǒng)的量子描述 在這一部分中詳細推導了綴飾態(tài)表象中量子態(tài)的描述，重點介紹了絕熱條件下的布洛赫矢量的表達式，以及求解布洛赫矢量的方法。在后面幾部分的討論中就會發(fā)現(xiàn)，采用布洛赫矢量方法討論激光脈沖同系統(tǒng)的相互作用，可以形象直觀的從理論上觀測到色散和吸收或輻射的動態(tài)演化過程，既有利于教學演示，又有助于幫助實驗尋求更方便的激光整形方式。 第二部分、利用脈沖整形實現(xiàn)相干控制 在這一部分中研究的是目前使用

4、最多的激光相干量子控制法——即通過在時域中對激光場進行調制，以達到相干控制的目的。首次采用布洛赫矢量方法分析了這兩種調制場作用下的描述系統(tǒng)的參量——色散和吸收以及折射率的變化情況，結果表明：在時域中，通過這兩種不同的調制函數(shù)，得到了兩種不同的整形脈沖，但這兩種整形脈沖同介質系統(tǒng)的相干作用結果是相同的，不同的是在作用過程中介質受到調制光場的作用后，介質性質的響應有所不同。這項工作的意義在于通過合適的選擇調制場可以達到預期的相干控制目的。

5、 第三部分、正弦函數(shù)位相調制場作用下的二能級系統(tǒng)躍遷過程的動態(tài)分析和折射率的變化 在這一部分中詳細研究了二能級系統(tǒng)在調制場作用下各響應物理參量——色散與折射率、吸收與輻射以及絕熱條件下各階脈沖絕熱跟隨態(tài)的制備情況的動態(tài)演化過程。在該部分中，清晰的給出了在絕熱的條件下綴飾態(tài)表象中調制場作用下的二能級系統(tǒng)，在何種條件下制備了絕熱跟隨態(tài)、跟隨的哪一個綴飾態(tài)以及制備跟隨態(tài)的作用；并首次將布洛赫矢量及布洛赫矢量球形圖方法應用到作用過