四能级原子系统中超光速光孤子研究

【作者】 韩定安； 曾亚光；

【机构】 佛山科学技术学院物理系；

【摘要】 对于量子信息传输技术而言,如何找到产生光孤子的材料,并进行量子信息的有效传输是目前研究的一个重要问题。本文研究在四能级碱金属原子系统与一个弱探测光场和两个强泵浦光场相互作用的条件下,探测光场产生超光速光孤子的物理模型和物理机制。采用慢变包络近似和旋转波近似,得到原子系统所满足的运动方程以及探测光场随时间演化的方程。假定原子初始状态都处在基态,由于探测光场强度非常小,采用绝热近似条件,得到原子波函数的几率波幅与探测光场之间的关系。考虑光场传输的群速度色散效应,以及探测光场的非线性效应,得到探测光场所满足的非线性方程。当探测光场损耗很小从而可以忽略,即电磁感应透明(EIT)条件下,探测光场非线性方程可简化为标准的非线性薛定鄂方程。采用一定的近似条件,得到探测光场的光孤子解。因此,探测光场和原子系统相互作用过程中可产生光孤子,即探测光场在该原子介质中可无畸变的进行传输。同时,选择合适的参量,该亮光孤子和暗光孤子的群速度可大于真空光速c甚至可以为负值。光孤子可在该原子介质中产生并超光速传输。这样,就为产生光孤子找到了一种新的材料和新的物理传输机制。更多还原