تقویت درهم‌تنیدگی توسط لیزر سه ترازی جفت شده با مخزن خلأ

Abstract

در این مقاله ما خواص چلاندگی و درهم‌تنیدگی نور کاواک تولید شده توسط لیزر سه ترازی را مطالعه کرده‌ایم. در این سامانۀ نوری کوانتمی، N اتم سه‌ترازی موجود در یک کاواک باز، که با یک مخزن خلأ دو حالته جفت شده است، با استفاده از بمباران الکترونی با نرخ ثابت به تراز بالایی پمپ می‌شوند. با استفاده از حل معادلات تحول برای مقادیر انتظاری عملگرهای اتمی و معادلات کوانتمی لانژوین برای عملگرهای حالت کاواک، میانگین، واریانس تعداد فوتون، چلاندگی تربیع، تقویت درهم‌تنیدگی و همچنین تابع همبستگی مرتبۀ دوم بهنجار شده را برای نور کاواک محاسبه کرده‌ایم. علاوه‌براین، ما نشان داده‌ایم که حضور فرایند گسیل خودبه‌خودی منجر به کاهش میانگین و واریانس تعداد فوتون می‌شود. ما مشاهده کرده‌ایم که نور کاواک دو حالته در یک حالت چلانده قرار دارد و این چلاندگی در تربیع منفی رخ می‌دهد. علاوه‌بر‌این، ما دریافتیم که اثر نوفۀ مخزن خلأ منجر به افزایش واریانس تعداد فوتون و کاهش چلاندگی تربیع نور کاواک است. با این حال، نوفۀ مخزن خلأ هیچ تاثیری بر میانگین تعداد فوتون ندارد. به علاوه، بیشترین چلاندگی تربیع نور تولید شده توسط لیزری که خیلی پایین‌تر از حد آستانه در حال کار است، 5/37 ٪ کمتر از تراز حالت خلأ است. علاوه‌بر‌این، نتیجۀ ما نشان می‌دهد که در گسترۀ 1 <ra<01/0 چلاندگی تربیع برای 0 γ= بیشتر از 4/0 γ= است و در گستره 1 <ra< 35/0 برای 0 γ= کوچکتر از 4/0 γ= است. ما همچنین خاطرنشان کردیم که چلاندگی و درهم‌تنیدگی در نور دو حالته ارتباط مستقیمی باهم دارند. در نتیجه، افزایش درجۀ چلاندگی مستقیماً منجر به افزایش میزان درهم‌تنیدگی می‌شود و بالعکس. این رفتار نشان می‌دهد که هر زمان در نور دو حالته چلاندگی وجود داشته باشد، یک درهم‌تنیدگی در سامانه وجود خواهد داشت.

Keywords

• معادلۀ اصلی
• آمار فوتونی
• چلاندگی تربیع
• گسیل خودبه‌خودی
• همبستگی‌های مرتبۀ دوم
• درهم‌تنیدگی فوتونی