Khảo sát sự tồn tại tính chất phản kết chùm bậc cao của trạng thái photon tần số tổng tạo ra từ các photon kết hợp, nén kết hợp và kết hợp thêm photon

Bài viết này trình bày kết quả khảo sát điều kiện xuất hiện tính chất phản kết chùm bậc cao của trạng thái photon tần số tổng được sinh ra từ hệ tương tác ba photon ban đầu ở trạng thái kết hợp, nén kết hợp và kết hợp thêm photon trong môi trường quang phi tuyến.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Khảo sát sự tồn tại tính chất phản kết chùm bậc cao của trạng thái photon tần số tổng tạo ra từ các photon kết hợp, nén kết hợp và kết hợp thêm photon KHẢO SÁT SỰ TỒN TẠI TÍNH CHẤT PHẢN KẾT CHÙM BẬC CAO CỦA TRẠNG THÁI PHOTON TẦN SỐ TỔNG TẠO RA TỪ CÁC PHOTON KẾT HỢP, NÉN KẾT HỢP VÀ KẾT HỢP THÊM PHOTON NGUYỄN THỊ KIM OANH NGUYỄN THỊ KIM ANH - VÕ THỊ LY Khoa Vật lý Tóm tắt:Bài báo này trình bày kết quả khảo sát điều kiện xuất hiện tính chất phản kết chùm bậc cao của trạng thái photon tần số tổng được sinh ra từ hệ tương tác ba photon ban đầu ở trạng thái kết hợp, nén kết hợp và kết hợp thêm photon trong môi trường quang phi tuyến. Các điều kiện này chính là sự lựa chọn bộ tham số đặc trưng cho các trạng thái của ba photon ban đầu được rút ra từ việc khảo sát bằng đồ thị bằng phần mềm Mathematica.1. GIỚI THIỆUNăm 1900, Plank đưa ra thuyết lượng tử của năng lượng bức xạ. Năm 1905, Albert Einsteinphát hiện ra rằng ánh sáng không chỉ có tính chất sóng mà còn có tính chất hạt, hạt ánhsáng được gọi là photon. Năm 1960, bằng thực nghiệm của mình, Maiman đã tạo ra laserRubi, đánh dấu sự ra đời của hai lĩnh vực khoa học hết sức quan trong là Điện tử họclượng tử và Quang phi tuyến. Cũng từ đây các khái niệm như: trạng thái kết hợp, trạngthái nén, thawnmg gián lượng tử... được ra đời. Trạng thái kết hợp được đưa ra vào năm1963 bởi Glauber [1] và Sudashan [2], đây là một trạng thái cổ điển, song vì nó có các biênđộ trực giao ứng với giá trị lượng tử chuẩn nên ta có thể xem nó là trạng thái rạnh giớigiữa trạng thái cố điển và trạng thái phi cổ điển. Trạng thái nén là trạng thái phi cổ điểnđầu tiên được đưa ra vào năm 1970 bởi D. Stoler, [3], [4] sau đó được Hollenhorst [5] đặttên vào năm 1979. Tiếp đến là trạng thái kết hợp thêm photon được đưa ra bởi Agarwalvà Tara [6]. Đây là trạng thái trung gian giữa trạng thái Fock và trạng thái kết hợp, nóthể hiện rõ các tính chất phi cổ điển như tính chất nén, tính thống kê sub-Poisson, tínhchất phản kết chùm. Năm 2000, hai tác giả Nguyễn Bá Ân và Võ Tình [7] đã khảo sát cáctrường hợp nén tổng và hiệu đa mode tổng quát của n mode (n > 3) trong môi trườngKỷ yếu Hội nghị Khoa học Sinh viên năm học 2014-2015Trường Đại học Sư phạm Huế, tháng 12/2014: tr. 52-61TÍNH CHẤT PHẢN KẾT CHÙM BẬC CAO CỦA PHOTON TẦN SỐ TỔNG... 53quang phi tuyến có các mode ở đầu vào ở trạng thái Fock, kết hợp và nén kết hợp; xétđiều kiện các mode ở ngõ ra có tần số tổng hoặc tần số hiệu của tần số các mode ở đầuvào. Năm 2013, tác giả Lê Triệu Bá Vương [8]đã khảo sát tính chất phản kết chùm bậccao của photon tần số tổng ở ngõ ra của hệ n ban đầu ở trạng thái Fock, kết hợp và nén.Trong bài báo này chúng tôi trình bày các kết quả khảo sát sự tồn tại tính chất phản kếtchùm bậc cao của trạng thái photon tần số tổng tạo ra từ các photon kết hợp, nén kết hợpvà kết hợp thêm photon trong môi trường quang phi tuyến.2. ĐIỀU KIỆN ĐỂ TRẠNG THÁI PHOTON TẦN SỐ TỔNG CÓ TÍNH CHẤT PHẢN KẾT CHÙMTa có thể hiều các photon có tính chất ở trạng thái phản kết chùm là các photon có khuynhhướng không kết chùm với nhau. Khái niệm này đầu tiên được dự đoán bằng lý thuyết bởiKimble [9], Mandel [10], Carmichael và Walls [12] vào năm 1976.Xét quá trình vật lý xảy ra trong môi trường quang phi tuyến, trong đó có N photon ứngvới các tần số ω1 , ω2 , ω3 , . . . , ωN kết hợp với nhau để tạo thành một photon có tần số tổngΩS = ω1 + ω2 + ω3 + . . . + ωN .Hamiltonian ứng với sự sinh ra photon tần số tổng ΩS có dạng [7]: N X † H bs = ωj n b j + ΩS n b S + gs b cs b c1 . . . b cN + H.c , (1) j=1trong đó n c†j b bj = b cj , n c†s b bS = b c†j , b cs với b c†s , b cj và b cs theo thứ tự là toán tử sinh, hủy ứng vớicác mode ωj và ΩS . Chúng thỏa mãn hệ thức giao hoán Bose - Einstein, H.c là thành phầnliên hiệp Hermite. Hamiltonian (1) cho biết số hạng đầu là năng lượng của các photon, sốhạng thứ hai là năng lượng photon tần số tổng, số hạng cuối thể hiện phần năng lượngtương tác giữa photon tần số tổng với ...