بخشی از مقاله
چکیده - دراین مقاله به ارائه یک طرحواره نظری میپردازیم که براساس آن اثر نورغیرکلاسیک بر پدیده های غیرخطی به عنوان مبنای آشکارسازی نورهای کوانتومی مورد مظالعه قرار میگیرد. با در نظرگرفتن مدل اتم سهترازی و با استفاده از معادله هایزنبرگ میتوان قطبش محیط نیمرسانا را که در اثر جذب همزمان دو فوتون به وجود آمده است، بررسی کرد. بااین روش امکان بدست آوردن آهنگ جذب دو فوتون در دیدگاه کوانتومی و بررسی تاثیر نور کلاسیک و غیرکلاسیک بر این پدیده غیرخطی فراهم خواهد شد. مقایسه نتایج بدست آمده تفاوت آشکار این دو منبع نوری را بر آهنگ جذب دو فوتون نشان خواهد داد.
-1 مقدمه
از رابطهی نزدیک بین حالتهای چلانده و پدیده جذب دوفوتونی، می توان دریافت که جذب دوفوتونی به ویژگیهای منحصربهفرد نور چلانده حساس است2]،.[1 پیش از این پدیدهی جذب دوفوتون با روش اختلال مورد بررسی قرارگرفته است.[3] در روش اختلال، میدان الکتریکی کلاسیک به صورت یک عامل اختلالی در نظر گرفته میشود بنابراین نمیتوان با این روش به بررسی تأثیر نورهای غیرکلاسیک پرداخت. روش ارائه شده در مقاله این امکان را میدهد که با بدست آوردن آهنگ جذب دوفوتون در دیدگاه کوانتومی، تأثیر نورهای کلاسیک و غیرکلاسیک را بر پدیدههای غیرخطی مطالعه و این دو چشمه نور را با یکدیگر مقایسه کرد.
در این دیدگاه میدان نور کوانتومی برحسب عملگرهای خلق و نابودی فوتون بیان میشود. بنابراین با متوسطگیری عملگرهای فوتونی برروی حالت مربوط به نورهای متفاوت، اثر آنها مطالعه میشود. در بخش دوم به معرفی مدل پیشنهادی و ابزارهای ریاضی لازم برای حل این مدل میپردازیم. در بخش سوم آهنگ جذب دوفوتون را در دیدگاه کوانتومی که وابسته به متوسط گیری بر روی عملگرهای خلق و نابودی فوتون نور است، بدست میآوریم.
در این بخش ابتدا قطبش حاصل از دو فوتون با بسامدهای متفاوت که منجر به تولید هارمونیک مرتبه دوم میشود را بررسی میکنیم و در نهایت با یکسان قراردادن بسامدها، قطبش حاصل از جذب دو فوتون را بدست میآوریم. در بخش آخر به مقایسه آهنگ جذب دوفوتون با چشمه نور کلاسیک - همدوس - و چشمه نور غیرکلاسیک - چلانده - خواهیم پرداخت.
-2 مدل مورد بررسی
در مسائل برهمکنش نور و ماده، جذب فوتون معادل ایجاد قطبش در محیط است.
-1-2 هامیلتونی سامانه
توصیف کوانتومی برانگیختگی حاملهای بار در محیط نیمرسانا، توسط عملگرهای فرمیونی cc,k و cc ,k برای الکترونهای تراز رسانش و c , k و c , k برای الکترونهای تراز ظرفیت انجام میشود. k تکانهی حاملهای بار است. عملگرهای مربوط به تعداد ذره های مرتبه کمتر نوشت. با توجه به مدل در نظرگرفته شده و مرتبه ذراتی که در سامانه موجود است، ذرات با مرتبهی بالاتر به صورت عامل پراکندگی درنظرگرفته می شوند و معادلات مربوط به آنها با یک عامل میرایی جایگزین خواهند شد. در سامانه های نیمرسانا، عملگرهای بوزونی و یک جفت عملگر حامل فرمیونی c1 c2 ، عملگر تکذرهای هستند.
