Υπεραδιαβατική μεταφορά πληθυσμού σε μη-γραμμικά συστήματα 2-επιπέδων
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,...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Μορφή: | Thesis |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2018
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/11784 |
| id |
nemertes-10889-11784 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nemertes-10889-117842022-09-05T20:14:41Z Υπεραδιαβατική μεταφορά πληθυσμού σε μη-γραμμικά συστήματα 2-επιπέδων Superadiabatic population transfer in a non-linear two-level system Μεσσήνης, Χρήστος Πασπαλάκης, Εμμανουήλ Τερζής, Ανδρέας Πασπαλάκης, Εμμανουήλ Τερζής, Ανδρέας Αναστόπουλος, Χάρης Messinis, Christos 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 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 621.32 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. 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. 2018-12-03T08:40:15Z 2018-12-03T08:40:15Z 2018-05-25 Thesis http://hdl.handle.net/10889/11784 gr 0 application/pdf |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
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 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 621.32 |
| spellingShingle |
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 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 621.32 Μεσσήνης, Χρήστος Υπεραδιαβατική μεταφορά πληθυσμού σε μη-γραμμικά συστήματα 2-επιπέδων |
| description |
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. |
| author2 |
Πασπαλάκης, Εμμανουήλ |
| author_facet |
Πασπαλάκης, Εμμανουήλ Μεσσήνης, Χρήστος |
| format |
Thesis |
| author |
Μεσσήνης, Χρήστος |
| author_sort |
Μεσσήνης, Χρήστος |
| title |
Υπεραδιαβατική μεταφορά πληθυσμού σε μη-γραμμικά συστήματα 2-επιπέδων |
| title_short |
Υπεραδιαβατική μεταφορά πληθυσμού σε μη-γραμμικά συστήματα 2-επιπέδων |
| title_full |
Υπεραδιαβατική μεταφορά πληθυσμού σε μη-γραμμικά συστήματα 2-επιπέδων |
| title_fullStr |
Υπεραδιαβατική μεταφορά πληθυσμού σε μη-γραμμικά συστήματα 2-επιπέδων |
| title_full_unstemmed |
Υπεραδιαβατική μεταφορά πληθυσμού σε μη-γραμμικά συστήματα 2-επιπέδων |
| title_sort |
υπεραδιαβατική μεταφορά πληθυσμού σε μη-γραμμικά συστήματα 2-επιπέδων |
| publishDate |
2018 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/11784 |
| work_keys_str_mv |
AT messēnēschrēstos yperadiabatikēmetaphoraplēthysmousemēgrammikasystēmata2epipedōn AT messēnēschrēstos superadiabaticpopulationtransferinanonlineartwolevelsystem |
| _version_ |
1771297334590701568 |
