اثر تداخل کوانتومی بر طیف گسیل خودبخود و جذب و پاشندگی اتمهای شش ترازی تحت میدان در بلورهای فوتونی حاوی نقص

چکیده : آنچه بخوبی شناخته شده این است که گسیل خودبخود یک اتم نه تنها به خواص سیستم اتمی تحریک شده وابسته است بلکه به خواص محیط احاطه کننده اتم نیز وابسته می باشد. از نقطه نظر محیط احاطه کننده اتمها، ساختارهای گاف باند فوتونی (pbg) چگالی حالات متفاوتی نسبت به فضای آزاد از خود نشان می دهند. مطالعه پدیده های اپتیک کوانتومی در اتمهای واقع شده در چنین ساختارهایی منجر به پیش گویی آثار جالب زیادی مثل جایگزیدگی نور و افزایش و حتی حذف کامل گسیل خودبخود و پدیده های قابل ذکر دیگری شده است. از طرف دیگر در اتمهای چند ترازی تحریک شده با میدان های نوسانی به اندازه کافی قوی، دینامیک تابشی حتی در خلاء معمولی بطور اساسی تغییر می کنند. معمولا گسیل خودبخودی ناهمدوس وغیرتداخلی در نظر گرفته می شود اما برای نوع معینی از واپاشی خودبخودی، تداخل کوانتومی اتفاق می افتد. در اثر شکافتگی آتلر- تانز هر یک از دو تراز جفت شده بوسیله میدان قوی همدوس به دو مولفه (زیر تراز) شکافته می شود که دومسیر واپاشی برای تداخل کوانتومی فراهم می آورد. در این پروژه ما طیف گسیل خودبخود وجذب یک اتم شش ترازی در بلور فوتونی حاوی نقص را بررسی می کنیم. اتم شش ترازی دارای سه تراز بالایی وسه تراز پایینی است که سه تراز بالایی، به ترتیب، با مدهای خلاء فضای آزاد ومدهای خلاء بلور فوتونی به ترازهای پایین جفت شده اند. این گذارها منجر به دو نوع تداخل کوانتومی می شوند. ما اثر این دو نوع تداخل کوانتومی و مد نقص در ذخیره ساز تغییر یافته را روی طیف جذب وگسیل خودبخود اتم مطالعه می کنیم.در این مدل مشاهده می شود وقتی بلور فوتونی فاقد مد نقص است سه نوع صفر در طیف گسیل (خط تاریک) و طیف جذب (شفافیت) وجود دارد. در نوع اول، دو صفر در فرکانس لبه های باند در بلورهای فوتونی همسانگرد بوجود می آید. در نوع دوم وقتی تداخل کوانتومی همزمان در دو گذار اتفاق می افتد، یک صفر در فرکانس میانی ترازهای بالایی ظاهر می شود. در نهایت وقتی تداخل کوانتومی فقط در گذار جفت شده با مدهای خلاء فضای آزاد اتفاق می افتد یک صفر در طیف دیده میشود که ما آن را صفر نوع سوم می نامیم. نشان داده می شود که نوع اول ناشی از تکینگی در تبدیل لاپلاس تابع گرین تاخیری است که معادل با چگالی حالات بلور فوتونی همسانگرد است و تداخل کوانتومی همزمان، علت صفر نوع دوم و نهایتا علت صفر نوع سوم، تداخل کوانتومی در حضور چگالی حالات بلور فوتونی است. در حضور مد نقص به این صفرها افزوده می شود که یک نوع صرفا ناشی از حضور مد نقص است و نوع دیگر وابسته به تداخل کوانتومی در حضور مد نقص می باشد.