橢球型色散分布非磁性單軸各向異性材料中二能級(jí)原子的量子特性.pdf

1、非磁性單軸各向異性材料是目前廣泛研究的一種材料，它表現(xiàn)出許多與各向同性材料不同的物理特性。本文主要研究了將二能級(jí)原子置于銀和二氧化鈦周期性堆疊構(gòu)成的非磁性單軸各向異性材料中的自發(fā)輻射，以及在強(qiáng)泵浦場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下的共振熒光譜和壓縮熒光譜。首先，我們從系統(tǒng)的哈密頓量出發(fā)，通過(guò)繪景變換和二階微擾理論，推導(dǎo)出修飾態(tài)下二能級(jí)原子的主方程和Bloch方程。其次，利用Bloch方程、量子回歸定理和拉普拉斯變換，獲得了二能級(jí)原子的共振熒光譜和噪聲譜的解析表達(dá)

2、式，從而發(fā)現(xiàn)其譜線分布主要由原子的自發(fā)輻射速率決定?；诜谴判詥屋S各向異性材料中的格林函數(shù)，發(fā)現(xiàn)二能級(jí)原子的自發(fā)輻射速率又取決于材料的有效介電常數(shù)。此外，依據(jù)材料的有效介電常數(shù)與材料中電磁場(chǎng)頻率間的關(guān)系曲線，我們選取了材料滿足橢球型色散關(guān)系的電磁場(chǎng)頻率作為研究范圍。
　　研究結(jié)果表明:在不考慮材料損耗的情況下，置于材料中的二能級(jí)原子的普賽爾系數(shù)與材料中電磁場(chǎng)頻率密切相關(guān);而且其共振熒光譜出現(xiàn)右峰值比左峰值大的非對(duì)稱現(xiàn)象以及噪聲譜的

3、壓縮現(xiàn)象。此外，二能級(jí)原子的普賽爾系數(shù)、共振熒光譜和壓縮熒光譜主要由二能級(jí)原子輻射光場(chǎng)中的非尋常光決定。同時(shí)在考慮材料損耗的情況下，我們發(fā)現(xiàn)原子的自發(fā)輻射速率是不考慮材料損耗情況下的一半，但原子輻射噪聲譜的壓縮卻增加了一倍。最后，我們還研究了在不考慮材料損耗情況下，將二能級(jí)原子嵌于氮化鎵和二氧化硅周期性堆疊構(gòu)成的非磁性單軸各向異性材料中的自發(fā)輻射情況，以及在強(qiáng)泵浦場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下的共振熒光譜和壓縮熒光譜。其結(jié)果與不考慮材料損耗情況，將二能級(jí)原子