第 43 卷 第 2 期
2016 年 2 月
Vol. 43, No. 2
February, 2016
中 国 激 光
CHINESE JOURNAL OF LASERS
0218001-
原子-腔光力学系统中原子熵压缩的研究
廖庆洪 郑庆华 鄢秋荣 刘 晔 张 旗
南昌大学电子信息工程系, 江西 南昌 330031
摘要 运用信息 熵压缩理论研究了原子-腔光力学系统中两能级原子的信息熵压缩,讨论了原 子相干角、腔场与机
械模之间的耦合系数和原子两能级相对位相对原子熵压缩的影响。结果表明通过选择适当的原子相干角、腔场与
机械 模之间的耦 合系数以及 原子两能级 间的相对位 相 ,可以分别 控制原子信 息熵压缩的 压缩幅度、压 缩频率和压
缩方向;并且通过调节原子相干角可以制备原子最佳熵压缩态,理论上提供了一种调控原子-腔光力学系统中原子
熵压缩的方式。
关键词 量子光学; 熵压缩; 两能级原子; 最佳熵压缩态
中图分类号 O431.2 文献标识码 A
doi: 10.3788/CJL201643.0218001
Study on Entropy Squeezing of the Atom in an Atom-Cavity-
Optomechanical System
Liao Qinghong Zheng Qinghua Yan Qiurong Liu Ye Zhang Qi
Department of Electronic Information Engineering, Nanchang University, Nanchang, Jiangxi 330031, China
Abstract Using the theory of information entropy squeezing, the entropy squeezing of a two-level atom in an atom-
cavity- optomechanical system is investigated. The influences of the coherent angles of the atom, the coupling
coefficient between the cavity field and the mechanical mode, and the relative phase of the two atom level on the
entropy squeezing of the atom are discussed. It is shown that the squeezing amplitude, squeezing frequency and
squeezing direction of the atomic information entropy squeezing can be controlled by choosing the suitable coherent
angle of the atom, coupling coefficient between the cavity field and the mechanical mode and the relative phase
of the two atom level, respectively; and the atomic optimal entropy squeezing states in the system can be prepared
by controlling the coherence angle of the atom. The proposal may provide a theoretical way to control entropy
squeezing of the atom in the atom-cavity-optomechanical system.
Key words quantum optics; entropy squeezing; two-level atom; optimal entropy squeezing states
OCIS codes 020.5580; 270.5565; 270.6570
1 引 言
近年来,两能级原子在光场中熵压缩的研究引起了人们极大的关注
[1-4]
,两能级原子信息熵的压缩在压
缩光的产生及压 缩光对量子噪声 的抑制
[5]
、强耦合条件下计 算微腔荧光衰减 率
[6]
等方面有广泛的 应用,使原
子压 缩 效 应的研 究 成为了 热 门 课题。 然 而 ,在 某 些情况 下 海森堡 不 确 定关系 不 能 充分 表 示 原子的 压 缩 信
息,文献[7]给出了两能级原 子的熵不确定关系并应 用量子熵理论定 了两能 级原子的熵压缩 ,克服了海森堡
不确定关系的局限性,证明了信息熵压缩实现对原子压缩效应的高灵敏度。文献[8]研究了双光子过程中任
意初态原子的信息熵 压缩,讨 论了系 统初态 对原子 信息熵的影响,并对比了基于海森堡不确 定关系 和信息
熵不确定关系得出的 结果,结 果表明 通过选 择适当 的初始的原子相干角、原子的混合度和相 对位相 角来控
收稿日期: 2015-08-10; 收到修改稿日期: 2015-09-16
基金项目: 国家自然科学基金(11247213, 61368002, 11304010, 11264030, 61168001)、中国博士后科学基金(2013M531558)、
江西省博士后科研择优资助项目(2013KY33)、江西省自然科学基金(20142BAB217001)、江西省青年科学家(井冈之星)培养对象
计划项目(20122BCB23002)、江西省教育厅科技项目(GJJ13051, GJJ13057)
作者简介: 廖庆洪(1982—),男,博士,副教授,主要从事量子光学和量子信息方面的研究。E-mail: nculqh@163.com
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