کنترل همدوس انتشار نور در سیستم های کوانتومی

همدوسی اتمی و تداخل کوانتومی نقش اساسی در تغییر و کنترل خواص اپتیکی سیستم های کوانتومی دارند که به روش های مختلفی از جمله اعمال میدان های لیزری‏، تداخل ناشی از گسیل خودبخودی و تونل زنی تولید می شوند. از کاربردهای جالب همدوسی اتمی می توان به کنترل انتشار پالس نوری‏، دوپایایی نوری و لیزرهای بدون وارونی جمعیت اشاره کرد. در این رساله این سه کاربرد مهم همدوسی اتمی در سیستم های مختلف کوانتومی مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. اثر دما و پهن شدگی دوپلری در انتشار پالس نوری نیز در سیستم کوانتومی چهار ترازی مدل ‎n ‎‎‎مورد توجه قرار گرفته و نشان داده شده است که می توان با تغییر دما سرعت انتشار پالس نوری را از فرو سرعت به فرا سرعت تغییر داد. همچنین نشان داده شده است که می توان خواص اپتیکی آن را به وسیله ی اختلاف فاز میدان های اعمالی کنترل کرده و انتشار فرا سرعت بدون هر گونه جذب و یا بهره را تولید کرد. محاسبات به سه طریق تحلیلی‏، عددی و شبیه سازی انجام شده است. همچنین خواص اپتیکی سیستم دوترازی دوگانه نیز در ‎‎حالت تشدید چند فوتونی و فراتر از آن بررسی شده و نشان داده شده است که با تغییر اختلاف فاز میدان های اعمالی می توان جذب را به تقویت بدون وارونی جمعیت تبدیل کرد. در این سیستم نیز انتشار فرا سرعت نور بدون هر گونه جذب و یا بهره ای تولید شده است. در ادامه خواص دوپایایی نوری آن نیز در حالت فراتر از تشدید چند فوتونی بررسی شده و نشان داده شده است که با دمش ناهمدوس‏، خواص دوپایایی سیستم را می توان کنترل کرد. اثر دمش ناهمدوس بر رفتار دوپایایی در سیستم کوانتومی کوبراک-رایس مورد مطاله قرار گرفته است. نتیجه ی جالب این کار‏، تولید شدت خروجی غیر صفر به ازای شدت ورودی صفر بوده است .در انتهای پایان نامه به اثر آلایش سیستم های کوانتومی در تیغه های نازک پرداخته شده و خواص اپتیکی میدان تابشی از جمله انعکاسی و عبور مورد مطاله قرار گرفته است. در داخل تیغه ی آلاییده با مولکول های نقاط کوانتومی می توان ضریب انعکاسی و عبور را با اعمال ولتاژ خارجی کنترل کرد که می تواند کاربردهای فراوانی در صنعت اپتیک و حتی زندگی روزمره داشته باشد.