حل دقيق معادلات دستگاه سه‌ترازه اتمي آبشاري با جفت‌شدگي بالا در اندركنش با يك جفت ميدان كوآنتيده در حالت پايا

An exact solution method for upper-coupling three-level cascade atomic system interaction with a couple of quantized field in the steady state

معمولا ًمعادلات تحول زماني دستگاه سه‌ترازه (يا چند ترازه) اتمي در اندركنش با دو (يا چند) ميدان كلاسيكي با تقريب ميدان ضعيف كاوشگر در حالت پايا مورد بررسي قرار مي‌گيرد. اما اين تقريب براي ميدان‌هاي كوآنتيده، كه هر دو ميدان كاوشگر و جفت‌كننده شامل تعداد محدودي فوتون هستند، يا (مخصوصاً) براي ميدان جفت‌كننده در حالت خلا كوآنتومي، تقريب مناسبي نيست. در اين مقاله معادلات دستگاه سه‌ترازه آبشاري، در دو چيدمان جفت‌شدگي بالا و جفت‌شدگي پايين، در اندركنش با يك جفت ميدان كوآنتيده (و با فرض عدم وجود ناميزاني در ميدان جفت‌كننده) و در حالت پايا، به‌صورت دقيق حل شده است. جمعيت ترازهاي اتمي، جذب و پاشندگي آن مورد بررسي و تحليل قرار گرفته و نتايج به‌دست آمده با نتايج روش حل تقريبي مقايسه شده است.

Three (or many)-level atoms interacting with two (or more) classical electromagnetic fields are often studied in the steady state and weak field probe approximation. This approximation is generally not suitable for quantized field, where all modes of electromagnetic fields contain a few photons or especially where the coupling mode is in vacuum. In this article, upper-coupling and lower-coupling, master equations of a three-level cascade atom, interacting with a couple of quantized electromagnetic field are exactly solved in the steady state and zero detuning coupling field. The atomic population of levels and its absorption and dispersion are investigated. A comparison between the exact and the corresponding weak field approximation methods is presented.