二能级缀饰态激光的量子噪声抑制

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激光物理学是量子光学的重要组成部分,激光的出现对量子光学产生了重大的影响,对其发展起到了很大的推动作用。Mollow预言了缀饰态激光的产生,并被后人实验所证明。激光的强度、激光线宽以及强度起伏等激光的性质是我们所感兴趣的内容。本文研究了由强场驱动的二能级原子耦合到单模腔场的模型。当外场很强且腔场频率为Mollow sideband时,会有激光产生。我们通过朗之万过程,精确解出了稳态情况下激光的强度,并得到了激光线宽以及Mandel因子Q的表达式。并通过作图与分析,总结了以上物理量的变化规律及一部分原因。讨论了原子衰变因子γ以及耦合因子g对激光强度、线宽、Q的影响。分析得出:当δ>0时,即ω>ωL时,是没有激光产生的。而当δ<0时,激光强度显著增强,意味着出现了粒子数反转,产生了激光。缀饰态激光的放大系数与泵浦速率以及耦合因子g1的乘积成比例。当δ<<0或δ≈0时,Q的值非常大;但是当δ取值使光强很大的时候,Q的值会变得很小,甚至小于0。当改变δ取值,使光强很大时,线宽迅速变小,使激光的单色性显著增强。
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