Kerr介质腔中三能级原子与腔场相互作用系统量子保真度

研究了Kerr介质腔中相干态单模场与级联三能级原子共振相互作用系统中量子保真度的演化特性.结果表明,对真空初场,原子、场及系统保真度都呈现调制周期振荡;对不依赖强度的原子-场耦合系统,增大Kerr效应或增强初场强度都能提高原子的量子保真度,在原子量子保真度复苏时区同时提升场和系统的量子保真度,但对依赖强度耦合系统却无此作用.     

附加Kerr介质对级联三能级Jaynes-Cummings模型光场统计的影响

在假设输入光场为单模相干场,原子制备在最高激发态的条件下,运用全量子论方案研究了Kerr介质腔中M andel Q因子随时间演化特点。结果表明:当单光子失谐量较大时,Kerr效应对光场与级联三能级原子非共振相互作用系统的光子非经典统计性质有较大影响。对弱相干输入光场,Kerr效应降低光子非经典统计性质;对强相干输入光场,Kerr效应有助于增强光子的非经典统计性质。     

耗散腔中三能级原子偶极平方压缩

通过严格解主方程求出耗散腔中级联三能级原子密度矩阵,研究了初始处于真空耗散场中三能级原子偶极平方压缩效应.假设原子初始处于基态与最高激发态的相干叠加态,并在共振相互作用条件下,系统在演化过程中可以出现原子偶极平方压缩现象.结果表明,理想腔条件下压缩量呈现周期性变化,当存在耗散项时,腔耗对原子的压缩效应有显著削弱作用.     

含腔场损耗的J-C模型中的场和原子压缩效应

通过严格解主方程求出原子-腔场复合系统密度算符矩阵元,研究了初始处于真空耗散腔中二能级原子偶极压缩和腔场压缩特性。结果表明,在共振相互作用下腔耗对原子和场的压缩都有显著影响,但在非共振相互作用条件下腔耗对原子和场的压缩影响下降.     

损耗腔中场与原子的纠缠

讨论了系统预制在原子激发态和场真空态直积条件下,存在腔损耗的Jaynes-Cummings模型中场和原子的纠缠以及原子、光场和原子-场复合系统线性熵的时间演化。结果表明,在共振情况下,若腔损耗较小(κ<2g),退缠周期性地发生,若腔损耗较大(κ≥2g),退纠缠仅出现在初始时刻和稳态。失谐将减弱短时区纠缠而增强长时区纠缠。     

微波场驱动的近简併Λ型三能级原子的发射谱

用时间演化算符方法研究了理想腔中近简併Λ型三能级原子在微波驱动场作用下的发射谱.讨论了增大或减弱驱动微波场对原子发光谱的影响,及谱对Λ型三能级原子两个下能级裂距的依赖关系.     

与单模相干光场相互作用的Λ-型三能级原子的原子偶极压缩特性

为了揭示腔内原子偶极压缩性质随时间的演化规律,采用全量子理论研究了与单模相干光场相互作用的Λ-型三能级原子的原子偶极压缩参量与相互作用时间的关系,讨论了初始相干光场强度、初始原子相干性、初始原子下能级布居以及两下能级劈裂对原子偶极压缩效应的影响.结果表明原子偶极压缩量随初始光场强度增大而增加,但压缩时间缩短.若原子两下能态简并,则该两能态初相及布居相同时压缩最深.交换两下能级布居对偶极压缩时间演化无影响.在一定条件下能级劈裂有利于原子偶级压缩的产生.     

微波场驱动的近简饼∧型三能级原子的发射谱

用时间演化算符方法研究了理想腔中近简饼∧型三能级原子在微波驱动场作用下的发射谱。讨论了增大或减弱驱动微波场对原子发光谱的影响，及谱对∧型三能级原子两个下能级裂距的依赖关系。     

与单模相干光场相互作用的∧-型三能级原子的原子偶极压缩特性

为了揭示腔内原子偶极压缩性质随时间的演化规律，采用全量子理论研究了与单模相干光场相互作用的∧-型三能级原子的原子偶极压缩参量与相互作用时间的关系，讨论了初始相干光场强度、初始原子相干性、初始原子下能级布居以及两下能级劈裂对原子偶极压缩效应的影响。结果表明：原子偶极压缩量随初始光场强度增大而增加，但压缩时间缩短。若原子两下能态简并，则该两能态初相及布居相同时压缩最深。交换两下能级布居对偶极压缩时间演化无影响。在一定条件下能级劈裂有利于原子偶级压缩的产生。     

时变耦合对含相位阻尼J-C模型线性熵的影响

在腔场为相干态场,原子处于等概率叠加态的初始条件下,采用色散近似方法,研究了存在相位耗散且含与时间成正比变化的场-原子耦合的Jaynes-Cummings模型的线性熵演化特征.数值计算结果表明,与常系数耦合相比较,时变耦合不改变原子和腔场复合系统的线性熵的时间演化,但破坏原子线性熵及场线性熵的振荡周期性.在系统演化初期,时变耦合抑制并延迟原子和场相干性的丢失.耦合系数突变会显著提高子系统线性熵的振荡频率.     

Kerr介质中级联三能级Jaynes-Cummings模型原子跃迁转移

在假设输入光场为单模相干场,原子制备在最高激发态的条件下,运用全量子论方案研究了Kerr介质中一个级联三能级原子布居随时间演化特点。结果表明:当单光子失谐量较大时,改变输入光场强度可以实现原子跃迁转移。文中对该现象给出了一种解释。     

三维空泡回射流的理论研究

空泡回射流以某个方向冲击空泡壁面是导致空泡发生不同脱落方式的重要原因,但是空泡回射流的方向目前认为是一个不确定量,需要人为指定.该文针对无界重力流场中的三维空泡,基于势流假设和积分方程推导了一个计算回射流角度和回射流截面面积的三角函数代数方程组,并且在小角度条件下给出了回射流角度和截面面积的理论解析式.研究表明,空泡回射流角度与空化器的攻角、阻力和空泡浮力有关.     

有自由液面的陷落式圆腔流噪声实验研究

采用基于经验模态分解(EMD)的本征模态函数(IMF)分析法和对比实验法研究了有自由液面的陷落式圆腔的流噪声,实验流速为0.4m/s~2.0m/s,间隔0.2m/s。实验发现当流速为0.4m/s~0.6m/s时,腔内液体有明显的振荡现象,其表现形式为液体沿腔内深度方向的大幅上下运动,称为“活塞(Piston)”现象。当流速大于等于0.8m/s时,腔内无振荡现象出现。通过对背景噪声和腔流噪声的本征模态函数作对比分析,得到了腔内流噪声的特性。     

空腔尖劈结构吸声性能的实验研究

对尖劈结构的吸声性能进行了实验测试,进而研究了含空腔尖劈吸声结构的吸声性能。根据变截面波导理论建立的吸声系数方程,计算了尖劈结构的吸声系数,讨论了尖劈结构吸声性能随频率、静水压力及空腔结构的变化规律,并将计算值与实验值进行了对比。研究结果表明:随着静水压力的增大,尖劈结构吸声系数曲线的形状基本不变,但其数值有所下降;同种材料不同空腔类型尖劈结构的吸声性能差别较大,在低频段尤为明显,而对于同种腔型尖劈结构,其吸声性能则主要由空腔尺寸决定;对于含空腔尖劈吸声结构,增大空腔尺寸可以使尖劈空腔共振加强而提高其低频吸声效果,但空腔尺寸过大反而会影响尖劈结构的整体吸声效果,这对水下尖劈吸声结构的设计及其在实艇减振降噪中的应用具有一定的参考意义。     

泡状流中空化与激波相互作用的数值模拟

文章针对定常可压缩泡状流中回转体的空化绕流进行了数值模拟,在给定来流速度和环境压力的条件下,对不同含气率下的空化与激波的相互作用进行了研究。首先,对含气率为0的情形进行计算并同试验数据进行对比,证明所采用的计算模型是可信的。其次,改变流场含气率从0至0.5进行计算,结果表明,随着含气率的增大,流场的可压缩性随之增强,体现为数值模拟得到了回转体绕流流场的3种波系,包括回转体头部处的脱体激波、分离面处的膨胀波和空泡尾端的斜激波。而空化与激波的相互作用则体现为:头激波削弱了空化效应,使得空化区域减小;由于空泡外形的影响,使得空泡尾端出现了斜激波;含气率超过一定值,空泡已经无法闭合在物面上,而是闭合在空泡尾端的激波面上,体现为空泡尾端壁面逆压梯度趋于平缓。计算结果揭示了泡状流中空化与激波相互作用的新的物理现象。