تحصيلات تکميلي

تاريخ دفاع : 20/12/82

رشته و گرايش : فيزيک-اتمي مولکولي

استاد مشاور : دکتر رسول رکني زاده

نام و نام خانوادگي : محمدحسين نادري

دانشكده : علوم

استاد راهنما : دکتر محمود سلطان الکتابي

حالتهاي همدوس غيرخطي ميدان تابشي و برهم‎كنش آنها با سيستم اتمي

چكيده

انگيزة اين تحقيق توسعة صورتبندي نظرية حالت‎هاي همدوس غيرخطي در چارچوب ديدگا‎ههاي اپتيك كوانتومي است. در اين راستا، نخست با بهره‎گيري از نظرية گروههاي كوانتومي ضمن معرفي مفهوم نوسانگر‎هاي كوانتومي تغييرشكل‎يافته و حالت‎هاي همدوس غيرخطي متناظر با آنها ، با برخي تعميم‎هاي جبري به چند خانوادة ‎جديد از حالت‎هاي مزبور دست مي‎يابيم. اينها حالت‎هاي همدوس غيرخطيِ فوتون‎فزودة دو پارامتري ، حالت‎هاي همدوس غيرخطيِ متناظر با تبديلات بوگوليوبوف تغييرشكل‎يافتة دو پارامتري همراه با همتاي چند فوتوتي آنها و حالت‎هاي همدوس غيرخطيِ فوتون‎فزوده و فوتون‎كاهيدة متناظر با عملگرهاي بوزونيِ وارونِ تغيير شكل يافته هستند كه از خود سرشتي‎هاي غيركلاسيك، همچون توزيع آماري زيرپواسوني و چلاندگي مؤلفه‎ هاي دامنه‎اي، را به نمايش مي‎گذارند. پس از اين به مدد مجموعه‎‎اي از رهيافت‎هاي اپتيك كوانتومي، كه اساساً مبتني بر جنبه‎هاي الكتروديناميك كوانتوميِ برهم‎كنش ميدان تابشي با سيستم اتمي است، در پي فراهم‎آوردن تعبيرها و توصيف‎هاي فيزيكي مناسب براي آن دسته از مفاهيم مجردي كه خاستگاه رياضي حالت‎هاي همدوس غيرخطي به‎شمار مي‎آيند، برمي‎آييم. از يك سو، با ارائة يك طرحوارة نظري مبتني بر صورتبندي الكتروديناميكٍ كوانتوميِ درونِ كاواك نشان مي‎دهيم كه گونه‎هاي عام حالت‎هاي همدوس غير خطي ، به ويژه حالت‎هاي همدوس غير خطي زوج و فرد و نيز حالت‎هاي همدوس غيرخطي فوتون‎فزوده و فوتون‏‎كاهيده، را مي‎توان در يك ميزر تك‎اتمي(ميكروميزر) توليد كرد. وجود همدوسي اتمي اوليه، ضعيف بودن شدت برهم‎كنش اتم با ميدان درون كاواك و وابستگي جفت شدگي اتم- ميدان به شدت ميدان از جمله شرايط لازم براي توليد حالت‎هاي مزبور به شمار مي‎آيند. از ديگر سوي، به بررسي موضوع برهم‎كنش حالت‎هاي همدوس غيرخطي ميدان تابشي با سيستم اتمي مبادرت مي‎ورزيم. براي اين منظور ابتدا با معرفي الگوي جينز-كامينگز تغييرشكل يافته به مطالعة رفتار ديناميكي ويژگي‎هاي اتم و ميدان تابشي تغييرشكل يافته در غياب عوامل اتلافي مي‎پردازيم. پيش‎بيني رفتار آشوبناك تحول زماني واروني جمعيت ترازهاي اتمي و تضعيف چلاندگي دو قطبي اتمي در شرايط بازآوايي و پيش‎بيني پديداري رفتار منظم نوسانات رابي (پديدة بازآفريني مرتبة دوم)، تقويت چلاندگي دوقطبي اتمي، تقويت سرشتي آمار زيرپواسوني ميدان و افزايش ميزان چلاندگي مؤلفه‎ هاي دامنه‎اي ميدان در شرايط نابازآوايي از جمله مهمترين نتايجي است كه در مراحل بررسي ديناميك الگوي جينز-كامينگز تغيير شكل‎يافتة غيراتلافي به‎آنها دست مي‎يابيم. در پايان با منظور كردن عوامل اتلافي رفتار ديناميكي مجموعة برهم‎كنشي اتم و تابش همدوس غيرخطي را مورد تجزيه وتحليل قرار مي‎دهيم. به ويژه نشان مي‎دهيم كه در الگوهاي جينز-كامينگز تغييرشكل يافتة اتلافمند، گر چه همانند همتاي تغييرشكل نيافتة آنها عوامل اتلافگر به ميرايي ويژگي‎هاي غيركلاسيك اتم و ميدان تابشي مي‎انجامند، ليكن بسته به ساختار حالت همدوس غيرخطيِ ميدان تابشي اوليه آهنگ ميرايي مزبور را مي‎توان افزايش يا كاهش داد.