نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

گروه فیزیک، دانشکدة علوم پایه، دانشگاه مراغه، مراغه

چکیده

سازوکار یک اتم چهار ترازی محصور شده در یک کاواک اپتیکی تک مد با گذار چند فوتونی از لحاظ تئوری در حالت پایا بررسی شده است. رفتار سامانۀ اتم- کاواک بر حسب معادلة اصلی بیان شده است که برای حل این معادله، از مجموعه‌ای از مقادیر چشمداشتی یک سری عملگر استفاده شده است. روش کسرهای دنباله‌دار ماتریسی برای حل عددی این دسته از مقادیر چشمداشتی جفت شده به کار رفته است. نحوۀ تغییرات کمیت‌های فیزیکیِ وارونی جمعیت اتمی، تعداد فوتون میانگین و تابع همبستگی مرتبة دوم به ازای هر گذار مطالعه شده است. در نهایت فرایند تبدیل اتم چهار ترازی به یک اتم سه ترازی تحت چندین شرط خاص برای هر گذاری، مورد بحث قرار گرفته است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

A four-level atom enclosed in an optical cavity with multiphoton transition in the‏‏‎ ‎steady-state regime

نویسنده [English]

  • B Parvin

Department of Physics, Faculty of Basic Sciences, University of Maragheh, ‎Maragheh, Iran

چکیده [English]

The mechanism of a four-level atom confined in a single-mode optical cavity with multiphoton transition is theoretically investigated in the steady-state. The behavior of the atom-cavity system is delineated by the master equation which in order to solve this equation, a set of expected values of a series of operators has been used. To numerically solve this set of coupled expectation values, the matrix continued fractions method is used. How the changes of the physical quantities including the atomic population inversion, mean photon number and second-order correlation function have been studied for any transition. Finally, the process of converting the four-level atom to a three-level one under several specific conditions is discussed for each transition.

کلیدواژه‌ها [English]

  • four-level atom
  • optical cavity
  • master equation
  • matrix continued fractions
  • lasing ‎‎

‎ A Rosenhouse and J Katriel, Phys. Rev. A 41 (1990) 531.

R Tan, G X Li, and Z Ficek, Phys. Rev. A 78 (2008) 023833.

H J., Kim, A H Khosa, H W Lee, and M S Zubairy, Phys. Rev. A 77 (2008) 023817.

A D Boozer, Phys. Rev. A 78 (2008) 053814.

S D Du and C D Gong, Phys. Rev. A 50 (1994) 779.

B Parvin, Opt. Quant. Electron 52 (2020) 100.

B Parvin, Eur. Phys. J. Plus 132 (2017) 180.

B Jones, S Ghose, J P Clemens, P R Rice, and L M Pedrotti, Phys. Rev. A 60 (1999) 3267.

C C Gerry and P L Knight, “Introductory Quantum Optics”, Cambridge University Press (2005.)

10. H J Carmichael, “Statistical Methods in Quantum Optics 1: Master Equations and Fokker-Planck Equations”, Springer (1999).

11. H J Carmichael, “Statistical Methods in Quantum Optics 2: Non-Classical Fields”, Springer (2008.)

12. G S Agarwal and S D Gupta,  Phys. Rev. A 42 (1990) 1737.

13. H Risken, “The Fokker–Planck Equation, Methods of Solution and Applications”, Springer (1989).

14. F X Sun, Q He, Q Gong, R Y Teh, M D Ried and P D Drummod, Phys. Rev. A 100 (2019) 033827.

15. M Orszag, “Quantum Optics: Including Noise Reduction, Trapped Ions, Quantum Trajectories, and Decoherence”, Springer (2008).

16. T C Ralph, C M Savage, Phys. Rev. A 44 (1991) 7809.

 

 

تحت نظارت وف بومی