1、原子相干與量子干涉效應是激光物理和量子光學領域的重要前沿研究課題之一。電磁感應透明是利用原子相干與量子干涉效應消去介質對光的吸收的現(xiàn)象。理論和實驗工作都表明電磁感應透明現(xiàn)象可以用來減慢光的群速度甚至使光束完全停下來。在這種原子介質中光子間的相互作用的強度可以比普通介質中的要強幾個數量級.因此，電磁感應透明現(xiàn)象在慢光、弱光強下的非線性和量子信息中的光存儲和釋放過程中有著重要的作用。量子糾纏反映的是兩個或多個量子系統(tǒng)之間所存在的非局域的量子

2、關聯(lián)。量子糾纏涉及實在性、定域性、隱變量以及測量理論等量子力學的基本問題，并在量子計算和量子信息的研究中起著重要的作用。對于糾纏態(tài)性質的研究可以用于驗證量子力學的基本原理，而糾纏態(tài)本身是量子信息處理的基本資源，因此如何制備糾纏態(tài)受到人們的廣泛關注。另外，由于系統(tǒng)與周圍的環(huán)境的相互作用而導致的退相干的影響，使得所制備的糾纏態(tài)十分脆弱而難以長時間保存。因此，基于現(xiàn)有的實驗條件和技術，如何制備出抗環(huán)境干擾能力強、穩(wěn)定的、高糾纏度的糾纏源是人們

3、感興趣的問題。本文在多色場驅動的電磁感應透明和量子糾纏態(tài)的制備方面做了有益的探索。論文的主要創(chuàng)新性結果如下： 1.關于多色電磁感應透明方面的工作： 多色電磁感應透明方面的第一個工作，我們研究了三色場驅動的三能級A型原子系統(tǒng)對單色弱探測場的吸收和色散，考察了吸收和色散譜對驅動場的振幅和相位的依賴性。我們采用數值方法計算吸收和色散譜。除了能夠獲得多電磁感應透明外，吸收和色散譜還有兩個主要特征。第一，通過調節(jié)驅動場的振幅或者相

4、位，在與探測場頻率共振的頻率處是電磁感應透明還是吸收是可以控制的。第二，只要我們固定驅動場的兩個邊頻部分相對于中心頻率部分的相對相位的和而改變兩個相對相位各自的值，吸收和色散譜保持不變。 多色電磁感應透明方面的第二個工作，我們研究了由一對等頻率差的雙色場驅動的三能級級聯(lián)型原子系統(tǒng)中的雙光子吸收現(xiàn)象。在我們的計算中，一個雙色場的高頻部分的頻率和另一個雙色場的低頻部分的頻率滿足雙光子共振條件。我們采用諧振展開和逆矩陣方法計算雙光子躍

5、遷幾率。主要結果如下：當滿足雙光子共振的兩對場的相對相位的和相等時，雙光子吸收被顯著地抑制原子系統(tǒng)對雙光子吸收透明。產生雙光子透明的物理機制是：由于動態(tài)斯塔克分裂，由兩對滿足雙光子共振的場所引起的雙光子躍遷所經歷的兩個不同的修飾態(tài)之間相差相位π。因此，兩個雙光子躍遷通道問的相消干涉導致了雙光子吸收的抑制。 2.關于量子糾纏態(tài)制備方面的工作： 量子糾纏態(tài)制備方面的第一個工作，我們分析了有傳統(tǒng)非相干泵浦的量子拍激光和有相干場

6、驅動的量子拍激光，發(fā)現(xiàn)在這兩種激光系統(tǒng)中都可以產生工作在遠高于閾值以上的糾纏的亞泊松光。在數值計算和結果分析時，我們采用了組合模方法引入了兩個激光模的和模和差模。對有傳統(tǒng)非相干泵浦的量子拍激光和有相干場驅動的量子拍激光，差模都是從相互作用中退耦合并且處在各自的真空態(tài)，而和模則是工作在遠高于閾值以上并具有亞泊松光子統(tǒng)計。量子拍激光與和模強度的噪聲抑制的聯(lián)合導致了兩束亮光間的糾纏和各個光束的亞泊松光子統(tǒng)計。 量子糾纏態(tài)制備方面的第二

7、個工作，我們提出了在腔電動力學中利用暗態(tài)絕熱演化方法制備一個兩原子糾纏態(tài)和一個N原子W態(tài)的方案。這個方案的第一個優(yōu)點是完成這個方案的時間不需要精確地控制。這個方案的第二個優(yōu)點是來源于腔衰減這部分的退相干可以被抑制掉，因為在整個實施絕熱演化和控制原子-腔相互作用的過程中腔?？偸菦]有被激發(fā)的。 量子糾纏態(tài)制備方面的第三個工作，我們提出了一個腔電動力學中的基于拉曼相互作用的利用糾纏交換實現(xiàn)的未知原子糾纏態(tài)的糾纏濃縮方案。在這個方案中我