بررسی اثرات جفت شدگی آینه غیر خطی و اتم سه ترازی با یک مشدد کاواک اپتیکی فابری پرو

هدف این رساله، بررسی اثرات غیرخطی روی تحول سامانه در حالت پایا و در حالت وابسته به زمان با استفاده از معادله اصلی می باشد. رفتار سامانه که شامل یک اتم سه ترازی محصور شده در یک کاواک اپتیکی تک مد، با یک آینه غیرخطی، می باشد در حالت پایا بررسی شده است. علیرغم اثرات غیرخطی، این سامانه در دو رژیم متفاوت کار می کند. در یک رژیم، سامانه خواص یک لیزر مرسوم را از خود نشان می دهد که با تئوری لیزر نیمه کلاسیکی تقریب زده می شود و در دیگری سامانه خواص کوانتمی جدیدی را نشان می دهد که با یک اتم دو ترازی موثر توصیف می شود. علاوه بر این، دو رفتار مجزای نوع دیگری از یک اتم سه ترازی تحریک شده با یک میدان کلاسیکی در یک کاواک اپتیکی در رژیم خطی، مطالعه شده است. رفتار سامانه برای مقادیر به اندازه کافی بزرگ تعداد فوتون بحرانی، با تئوری لیزر نیمه کلاسیکی توصیف می شود. برعکس، برای مقادیر به اندازه کافی کوچک تعداد فوتون بحرانی، سامانه خواص کوانتمی جدیدی از خود نشان می دهد. برای مقایسه نتایج، شبیه سازیهای کامپیوتری اجرا شده است. در نهایت، تحول زمانی یک اتم سه ترازی در حضور و عدم حضور یک آینه غیر خطی که به ترتیب متناظر با رژیم های غیرخطی و خطی، بدام افتاده در یک کاواک اپتیکی، بررسی شده است. معادلات حاصل بطور عددی با روش های، کسرهای دنباله دار ماتریسی و رونگ-کوتا مرتبه چهارم حل شده اند. اثرات آینه غیرخطی روی تحول زمانی وارونی جمعیت، میانگین تعداد فوتون و تابع همدوسی مرتبه دوم بررسی شده اند. در حضور اثرات غیرخطی، میانگین زمانی وارونی جمعیت افزایش می یابد و با تحول زمان، میانگین تعداد فوتون کاهش می یابد و همچنین نور خروجی توزیع زیرپواسنی از خود نشان می دهد. تحت شرایط خاص و در حد رانش ضعیف، این سامانه ها به خوبی با یک اتم دوترازی موثر تقریب زده می شوند.