متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته :فیزیک

عنوان : بررسی پدیده دوپایایی نوری در سیستمهای کوانتومی مختلف

دانشگاه ارومیه

دانشکده علوم پایه

گروه فیزیک

پایان نامه کارشناسی ارشد در گرایش اتمی و مولکولی

عنوان:

بررسی پدیده دوپایایی نوری در سیستمهای کوانتومی مختلف     

اساتید راهنما:

دکتر اکبرجعفری

دکتر رحیم نادرعلی

 

شهریور 91

 

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست

چکیده…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..1

مقدمه  ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 2

 

فصل اول

مفاهیم بنیادی ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 4

اختلال………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 4

پذیرفتاری …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 8

ماتریس چگالی ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 10

اختلال و معادله حرکت ماتریس چگالی…………………………………………………………………………………………………………………..16

ارتباط بین پذیرفتاری ، ضریب شکست غیر خطی و شدت …………………………………………………………………………………….22

فصل دوم

تعریف دوپایایی …………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 25

ابزار نوری و شرایط مرزی………………………………………………………………………………………………………………………………………..25

دوپایایی جذبی ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….27

دوپایایی شکست …………………………………………………………………………………………………………………………………………………….32

 

فصل سوم

دوپایایی در سیستم اتمی دو ترازی ………………………………………………………………………………………………………………………35

ابزار نوری و شرایط ورزی………………………………………………………………………………………………………………………………………..43

فصل چهارم

دوپایایی در سیستم اتمی سه ترازی ……………………………………………………………………………………………………………….. 50

سیستم اتمی سه ترازی آبشاری………………………………………………………………………………………………………………………….50

سیستم اتمی – شکل……………………………………………………………………………………………………………………………………….56

اثر پدیده دوپلر بر روی دوپایایی اتمهای – شکل ………………………………………………………………………………………….61

تغییر معادلات لیوویل در سیستم اتمی سه­ترازی – شکل……………………………………………………………………………..65

کنترل دوپایایی در سیستم اتمی – شکل……………………………………………………………………………………………………….66

فصل پنجم

دوپایایی در سیستم اتمی پنج ترازی ………………………………………………………………………………………………………………. 72

سیستم اتمی کوبراک- رایس……………………………………………………………………………………………………………………………..72

کنترل دوپایایی نوری در سیستم اتمی – شکل……………………………………………………………………………………………80

نقش تغییر فاز در دوپایایی سیستم اتمی – شکل…………………………………………………………………………………………87

نتیجه گیری……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….89

مراجع…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………91

 

 

 

 


چکیده

در بعضی از سیستمهای اپتیکی غیر خطی اگر نور لیزر با شدت بالايي اعمال شود، به ازای یک شدت ورودی، سیستم دارای دو شدت خروجی خواهد بود. جمله دوپایداری نوری بخاطر این خاصیت از سیستم برای این پدیده استفاده می شود. سيستم هايي با چند پايايي نوري نيز وجود دارند كه در اين سيستم ها به ازاء يك شدت ورودي معين چندين شدت خروجي مي­تواند وجود داشته باشد. در اين پایان نامه هدف بررسي چندپایایی نوری است، اما بخاطر اهميت و کاربرد فراوان دوپايداري نوري در سوئیچ زنی به اين موضوع نیز پرداخته میشود.

در اين تحقیق رفتار دوپايايي نوري يك سيستم پنج ترازي М-  شکل در حضور میدان های همدوس لیزری بررسی شده است.  نشان داده شده که آستانه دوپایایی به شدت میدان های اعمالی بر سیستم وابسته است، همچنین با تغيیر در شدت میدانها ی جفت کننده چند پایایی را نيز ميتوان مشاهده كرد. در آخر، منحنیهای جذب و پاشندگي با تغيیر در شدت میدانها ی جفت کننده بررسي شده است. و به بررسی اثر فاز میدانهای کنترلی بر روی دوپایایی پرداخته شده است.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

مقدمه

 

در سالهاي اخير، تعداد زيادي از پديده هاي اپتيك كوانتومي برپايه همدوسي و تداخل كوانتومي، مورد توجه محققان اين رشته بوده است.[1] از جمله آنها ميتوان به ليزرزايي بدون واروني جمعیت، شفافيت القايي الكترومغناطيسي،  حذف جذب، دوپايايي نوري و غير خطيت كر اشاره كرد.[2-4] يكي از اين پديده ها دوپايايي نوري در اتم هاي چند ترازي است كه درون يك كاواك قرار داده شده است. دوپايايي نوري به علت كاربردهاي گسترده آن، مثل کاربرد آن در ترانزيستورهاي نوري، المان هاي حافظه سيستم و سوئیچ هاي تمام نوري مورد مطالعه قرار گرفته است.[5-7]

در اين پایان نامه ابتدا به تعریف پدیده دوپایایی نوری با بهره گرفتن از روابط شدتها پرداخته می­شود. و سعی می­شود به یک دید کلی از دوپایداری نوری برسیم. البته برای بررسی این پدیده در سیستمهای اتمی مختلف به روابطی از مکانیک کوانتومی و اپتیک غیر خطی نیاز خواهیم داشت که به بررسی اجمالی این روابط در فصل دوم نیز پرداخته می­شود. مزیت دیگر این فصل آن است که دارای یک پیوستگی بین روابط کوانتومی که از قبل با آنها آشنا هستیم و روابط اپتیک غیر خطی خواهد بود.

سپس به بررسی روابط اپتیک غیر خطی که در پدیده دوپایایی کاربرد دارند پرداخته می­شود وسپس رفتار دوپايايي نوري سیستمهای اتمی مختلف مورد بررسي قرار می­گیرد. ابتدا در فصل سوم از يك سیستم دوترازي استفاده مي­شود. در سیستم دو ترازی با محدودیتهای از قبیل اختلاف فاز محدود برای ایجاد دوپایایی، روبرو هستیم. و سپس در فصل سوم سیستم سه ترازی مطالعه ميشود كه با بهره گرفتن از كنترل فاز بين دو ميدان كاوشگر و كنترلي، در حضور اثر تداخل كوانتومي، ميتوان سيستم را از حالت دوپايا به حالت چندپايا برد.

در فصل چهارم دوپايايي نوري در سيستمهاي اتمي سه ترازی درون مشددهاي نوري بطور تئوريكي مطالعه شده است .يكي از فوايد بكارگيري سيستم اتمي سه ترازی بجاي دوترازی اين است كه اتم ها بصورت يك محيط غيرخطي در يك مشدد نوري، بكارگيري همدوسي اتمي ايجاد شده در سيستم اتمي سه ترازی را كه جذب، پاشندگي و غيرخطيت سيستم را به شدت تحت تاثير قرار مي دهد ممكن مي سازد و بخوبي معلوم شده است كه همدوسي ناشي از گسيل خودبخودی مي تواند با گسيل يك تراز تحريكي به دو تراز اتمي نزديك به هم يا دو تراز نزديك به هم به يك تراز تحريكي ايجاد شود. اين همدوسي در يك سيستم اتمي نوع آبشاري مي­تواند در مورد ترازهاي اتمي تقريباً هم فاصله اتفاق بيافتد. ترازهاي نزديك تبهگن، يك جمله همدوسي ناشي از اندركنش با خلاء ميدان تابشي دارند.

در فصل پنج رفتار دوپايايي نوري را در سيستمهای اتمی پنج ترازي در حضور میدان های همدوس لیزری بررسی می کنیم. سیستم پنج تراز ی که تا کنون دوپایایی آن بررسی شده است سیستم کوبراک- رایس[1] است. علاوه بر آن در این فصل پدیده دو پایایی نوری در یک سیستم اتمی پنج ترازی –  شکل با سه میدان جفت کننده و یک میدان کاوشگر را در یک کاواک حلقوی یکسویه بررسی میکنیم سیستم اتمی پنج ترازی   شکل بیشتر از جنبه­های نشر خودبخودی ترازها و فوتو آشکار ساز با طول موج پایین مورد توجه بوده است. نشان می دهیم که آستانه دوپایایی به شدت میدان های اعمالی بر سیستم وابسته است، همچنین با تغيیر در شدت میدانها ی جفت کننده به چند پایایی نيز میرسیم.

با توجه به تشابه بسیاری از روابط و نتایج رفتار دوپایایی نوری در سیستم چهار ترازی و سایر سیستم های اتمی بررسی شده، بخاطر اختصار و جلوگیری از تکرار، از نوشتن بخشی با عنوان رفتار دوپایایی سیستم­های چهار­ترازی خودداری کرده­ایم. اما بخاطر جدید بودن و مطالعه سیستم های پنج­ترازی در ماه­های اخیر، این سیستم­ها نیز بررسی شده است.

در بررسی دوپایایی نوری در انواع سیستم های نوری، در مورد جذب و پاشندگی اتمها بحث خواهد شد و منحنی­های جذب و پاشندگي را با تغيیر در شدت میدانهای جفت کننده بررسي می­شود.

 

 

فصل اول

مفاهیم بنیادی

مقدمه

این فصل را به مفاهیمی از مکانیک کوانتومی اختصاص می دهیم که در محاسبات مورد نیاز هستند. هدف از این کار آشنایی با مسیری مشخص برای مطالعه پدیده دوپایایی نوری است، نه مطالعه قوانین کوانتومی، لذا در بعضی موارد به ذکر مختصری از قوانین مکانیک کوانتومی اکتفا می­شود. سعی می­شود آنجایی که نقش مهمی در محاسبات بعدی را دارد، بیشتر توضیح داده می­شود.

[1]  Kobrak-Rice

.

تعداد صفحه : 117

قیمت :14700 تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

:        ****       serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

***  *** ***

جستجو در سایت : کلمه کلیدی خود را وارد نمایید :
 
 
Categories: فیزیک