Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/11784
Title: Υπεραδιαβατική μεταφορά πληθυσμού σε μη-γραμμικά συστήματα 2-επιπέδων
Other Titles: Superadiabatic population transfer in a non-linear two-level system
Authors: Μεσσήνης, Χρήστος
Keywords: Κβαντική οπτική
Αναστροφή πληθυσμού
Σύστημα δύο-επιπέδων
Μη γραμμικό σύστημα
Ταλαντώσεις Rabi
Διπολική προσέγγιση
Ταχεία αδιαβατική μετάβαση
Συντομεύσεις στην αδιαβατικότητα
Υπεραδιαβατική κβαντική μεταφορά
Πλάτη πιθανότητας
Μήτρα πυκνότητας
Χρονικά εξαρτημένος παλμός
Αλληλεπίδραση ύλης-ακτινοβολίας
Ελεγχόμενη μεταφορά πληθυσμού
Αδιαβατικό θεώρημα
Προσέγγιση ταχείας προώθησης
Αμετάβλητοι τελεστές Lewis - Riesenfeld
Φάση του Berry
Keywords (translated): Quantum optics
Population inversion
Two-level system
Non-linear system
Rabi oscillations
Dipole approximation
Rapid adiabatic passage
Shortcuts to adiabaticity
Superadiabatic quantum transfer
Probability amplitudes
Density matrix
Chirped pulse
Light-matter interaction
Controlled population transfer
Adiabatic theorem
Fast-forward approximation
Lewis - riesenfeld invariants
Berry's phase
Abstract: Στην παρούσα διπλωματική εργασία θα ασχοληθούμε με την ελεγχόμενη μεταφορά εξιτονικού πληθυσμού σε μη-γραμμικά συστήματα δύο ενεργειακών επιπέδων. Η μεταφορά του εξιτονικού πληθυσμού θα πραγματοποιηθεί με αλληλεπίδραση του συστήματος με εξωτερικό Η/Μ πεδίο με χρονοεξαρτημένη συχνότητα. Αρχικά, θα πραγματοποιήσουμε μια μικρή εισαγωγή στην αλληλεπίδραση ύλης- φωτός και εκτεταμένη ανάλυση του συστήματος 2-επιπέδων και τους τρόπους περιγραφής του. Εν συνεχεία, ακολουθεί γενική περιγραφή της αναστροφής πληθυσμού και των βασικών μεθόδων της, τις οποίες θα αναφέρουμε σύντομα μαζί με τις βασικές αρχές που διέπουν την χρήση τους. Στο τρίτο κεφάλαιο, θα εισάγουμε τις νέες μεθόδους που αποκαλούνται συντομεύσεις στην αδιαβατικότητα με πλήρη περιγραφή τριών βασικών πρωτοκόλλων, του τρόπου που εφαρμόζονται και των πλεονεκτημάτων τους σε σχέση με τις κλασσικές μεθόδους. Έπειτα, θα ακολουθήσει εφαρμογή της Υπεραδιαβατικής Μεταφοράς στο σύστημα 2-επιπέδων και στην περίπτωση του απλού συστήματος και στην περίπτωση που εμπεριέχει μη-γραμμικότητες. Μετά την επίλυση αυτή θα παρουσιάσουμε τα ευρήματά μας που θα μας δώσουν μια πλήρη ανάλυση της δυναμικής του συστήματος αυτού. Τέλος, στο πέμπτο κεφάλαιο θα πραγματοποιηθεί μια σύνοψη των αποτελεσμάτων και θα εξαχθούν γενικά συμπεράσματα ώστε να μπορέσουμε να καταγράψουμε τις βέλτιστες συνθήκες για επίτευξη μέγιστης αναστροφής πληθυσμού.
Abstract (translated): In this diploma thesis, we study the potential for controlled excitonic population transfer in a non-linear two-level system. We succeed the population transfer via interaction of the system with an external electromagnetic field with time-dependent frequency (chirped pulse). Initially, we present a brief introduction of the light-matter interaction and an extended analysis of the two-level system and the methods that describe it. Consequently, there is general description of the excitonic population transfer and its basic methods where we will address the main factors and key elements of their implement. In the third chapter, we introduce new methods for population inversion, the so called shortcuts to adiabaticity and present the full analysis of the three main protocols with analytical process and we make a comparison of them with the classic methods. After that, we use the method of Superadiabatic Transfer for successful excitonic population inversion of both the linear and the non-linear two level system. After extracting the solution we will present our results with detailed calculations for the analysis of the systems. Finally, in the fifth chapter, we present a summary of the results of this thesis and draw conclusions in order to record the optimum conditions for a complete population inversion in the non-linear system.
Appears in Collections:Τμήμα Φυσικής (ΜΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Nemertes_Messinis(phys).pdf3.3 MBAdobe PDFView/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons