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近年来,原子相干和量子干涉是量子光学和激光物理学的重要前沿课题之一。它们产生了许多新的效应,如相干布居捕获,电磁诱导透明,无反转激光,以及自发辐射的控制等等。量子相干在控制光子关联上的效应也引起了极大的关注。本文研究了原子相干和量子干涉在强度关联上的效应。在不同的系统中,量子干涉导致荧光场关联函数获得极大值(远大于2)或者是长时间保持在1之下(许多振荡周期或是所有的时间)。为了方便,文中将前者称为“强关联”,后者为“反关联”。
文中主要研究了三个不同原子系统的强度关联和量子干涉效应。首先研究了在驱动的三能级级联型原子系统中,从顶态和中间态辐射的两荧光场的强度关联。当两相干场与原子跃迁频率是双光子共振但不是单光子共振时,上下两个荧光场都出现了反关联;当既不是单光子共振也不是双光子共振时,两个荧光场都出现了强关联。产生这种现象是由于系统内多重干涉机制的建立。其次,在单模驱动的∧型三能级原子中,与V型系统不同,当没有量子干涉时(两偶极矩垂直),荧光场出现强关联;而量子干涉最大时(两偶极矩平行),强关联消失。然而,通过修饰变换,∧系统可等价于一个V型系统,在它的衰变通道之间存在量子干涉。通过比较,不论是V型系统还是∧型系统,当被控制为接近相干布居捕获时,荧光场会出现强关联。基于此,我们进一步讨论了一个基态分裂的级联型系统,当下面的∧子系统被控制为近相干布居捕获时,两个级联跃迁都产生强关联,选择不同的参数范围,两个级联跃迁还可以同时产生反关联,或者是一个跃迁产生强关联而另一个产生反关联。通过修饰态分析,我们发现系统内有两个修饰的级联跃迁通道,它们之间的量子干涉导致了这些现象的产生。