傑恩斯-卡明斯模型

傑恩斯-卡明斯模型(Jaynes–Cummings model (JCM))是一個量子光學的理論模型。 這是一個描述雙態系統和量化光腔(optical cavity)互動作用的模型,這種互動作用和光子的存在與否無關(在電磁輻射能造成光子自發性的放射吸收)。它主要被運用在原子物理學,量子光學,固態量子信息電路的理論與實驗上。

基本介紹

  • 中文名:傑恩斯-卡明斯模型
  • 外文名:Jaynes–Cummings model
  • 領域:量子光學
量子光學,雙態系統,共振腔,

量子光學

量子光學(英語:Quantum optics)是物理學一個1990年後成熟的新興分支,為原子分子與光物理的一部分,和冷原子物理緊密相連,和凝態物理、粒子物理學宇宙學等成熟分支相比,特徵在於精密的實驗和精準的理論擁有緊密、具建設性的互動。 在1960年代因為漢伯里·布朗及特維斯效應刺激而發展出理論基礎,討論不同程度的相量子相干性,如
為零是典型的單光子源判準.主要研究光子原子量子相互作用,研究工具為雷射及離子井。

雙態系統

量子力學里,雙態系統是一種擁有兩個互相獨立的量子態的量子系統。更正式地說,雙態系統的希爾伯特空間是二維的,自由度是2。注意,這並不是指該系統只有兩個量子態,因為根據量子力學公設態疊加原理,系統可以處於這兩個獨立量子態的任意疊加態。
若雙態系統中的二個量子態有相同的能量,則雙態系統只存在尋常解,但若二個量子態之間有能量差,則會出現非尋常解。

共振腔

共振腔是指特定波長的波在長度固定的腔體內共振。在共振腔內的共振現象擁有較好的振幅。因為腔體的兩端是共振的節點,所以波共振時,腔體長度必須為半波長的整數倍。種類有環形共振腔、波動維電磁波的光學共振腔、微波共振腔等等。
光學共振腔是雷射組成的三元素之一,可以依照反射面的存在與否分為開腔與閉腔兩種。共振腔的作用主要是用來讓增益介質實現了布居數反轉後,可以做為光放大器(Gain amplifier),透過共振腔可收集放大後之訊號,形成一震盪器(oscillator)。
雷射共振腔的種類主要分為三大類,第一種為平行平面腔由兩個平行平面反射鏡組成,光學上稱為法布里-博羅光共振腔(Fabry–Perot resonator),簡稱為F - P腔,多用於固態雷射系統。第二種為雙凹腔由兩個凹面反射鏡組成,其中一種個特殊而常用的形式是共焦腔(confocal),由兩個曲率半徑相同的凹面反射鏡組成,且兩鏡間距離等於曲率半徑,兩鏡面與焦點重合,共焦腔衍射損耗小,調整容易。第三種為平凹腔由伊格平面反射鏡和一個凹面反射鏡組成,其中一種特殊而常用的形式是半共焦腔,相當於共焦腔的一半。

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