玻色—愛因斯坦凝聚體的腔光力學.pdf

1、在最近幾年中腔光力學正經歷著飛速的發(fā)展，成為了大量理論與實驗研究的焦點。其中十分誘人的一項進展是使用原子玻色-愛因斯坦凝聚體取代被光壓驅動的腔鏡展示出各種腔光力學效應。而本文則設計了一個將凝聚體與腔鏡結合在一起的混合腔光力學系統(tǒng)，試圖通過這個系統(tǒng)把光學、腔量子電動力學、超冷原子物理、凝聚態(tài)物理、納米技術、量子信息等學科交融在了一起來推動腔光力學的發(fā)展。本文的內容可根據原子與腔相互作用的不同區(qū)域而分成兩個部分。
　　 當腔與原子的

2、相互作用處于弱色散耦合區(qū)域時，腔內的駐波光場會使原子凝聚體感受到一個周期性的偶極勢----光晶格，但凝聚體作為色散介質對腔場的影響卻可以忽略不計。腔內光場的強度由于腔鏡位置與光壓之間的非線性耦合而具有雙穩(wěn)的性質，而這種雙穩(wěn)性質也同樣反映在了光晶格的深度以及取決于這個深度的凝聚體多體基態(tài)上。同一個輸入光強可以使腔內的凝聚體處于超流或者絕緣這兩種迥然不同的狀態(tài)，而對輸入光進行特殊的時序控制，則可能實現(xiàn)凝聚體的雙穩(wěn)量子相變。尤其是在雙穩(wěn)切換點

3、附近光場強度發(fā)生跳變時，原子凝聚體的動力學是本文的研究重點之一。
　　 當腔與原子的相互作用處于強色散耦合區(qū)域時，腔內的凝聚體被駐波光場激發(fā)出的動量邊模能夠等效為一個光壓驅動的腔鏡。而駐波場除了驅動凝聚體和腔鏡外還像一個非線性的彈簧一樣把兩者連接起來形成一對非線性耦合振子。在適當?shù)膮⒘肯?，整個系統(tǒng)，無論是腔內光強，腔鏡位置，還是凝聚體的激發(fā)都是雙穩(wěn)的。我們發(fā)現(xiàn)在這個雙穩(wěn)區(qū)域附近，如果忽略系統(tǒng)的耗散，則其經典動力學能夠展現(xiàn)奇異的哈