基于环境与外场多重调控的原子自发辐射特性研究

多能级原子系统中的自发辐射相干控制研究在高精度测量、无反转激光、量子信息等领域具有巨大的潜在应用价值，本项目将结合控制原子自发辐射的两种方式即改变原子所处的环境与引入外加场，研究多能级原子自发辐射的多重控制。将静磁场和相干驱动场引入处于自由空间中的多能级原子系统，研究由磁场带来的附加磁相干对原子自发辐射的影响。改变原子所处的环境，将耦合场、相干驱动场作用下的多能级原子置于光子晶体中，研究光子带隙、外加场对原子自发辐射的共同调控。由于在实际中多原子系统的自发辐射控制更具有普遍意义，我们拟将自发辐射相干控制扩展到多原子系统，研究光子带隙对原子系综集体自发辐射的调控。这些工作将进一步扩展自发辐射控制的研究领域并为其应用提供理论基础，因而具有重要的科学意义。

多能级原子系统中的自发辐射相干控制研究在高精度测量、无反转激光、量子信息等领域具有巨大的潜在应用价值，因此，本项目对多能级原子系统中自发辐射的多重调控进行了深入的研究。首先对置于真空中的多能级原子分别引入单个相干场和多相干场，利用缀饰态理论给出了谱线变窄的原因。改变原子所处的环境，研究了置于衰减腔中的三能级原子的自发辐射特性，发现在不同的耦合区原子的上能级将发生不同的劈裂。最后，结合控制原子自发辐射的两种方式即改变原子所处的环境和引入外加场，对置于光子晶体中的三能级原子分别引入微波场和静磁场，研究了外场与光子带隙对原子自发辐射的共同调控。这些研究不但扩展了量子过程相干控制的研究领域，而且为自发辐射相干控制的应用提供了理论基础，因而具有重要的科学意义和实际意义。