[發明專利]一種二能級原子與雙曲超構材料板之間Casimir-Polder力的計算方法在審

申請號：	202010748150.6	申請日：	2020-07-30
公開（公告）號：	CN111986734A	公開（公告）日：	2020-11-24
發明（設計）人：	曾然;徐思遠;錢秀秀;李浩珍;楊淑娜;胡淼;李齊良	申請（專利權）人：	杭州電子科技大學
主分類號：	G16C10/00	分類號：	G16C10/00;G16C60/00
代理公司：	浙江千克知識產權代理有限公司 33246	代理人：	周希良
地址：	310018 浙江省杭州市***	國省代碼：	浙江;33
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種能級原子雙曲超構材料之間 casimir polder 計算方法
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【說明書】：

本發明公開了一種二能級原子與雙曲超構材料板之間Casimir?Polder力的計算方法，包括步驟：S11.建立二能級原子和雙曲超構材料板模型；S12.根據建立的模型確定雙曲超構材料板的電磁特性；S13.計算雙曲超構材料板中各向異性介質隨時間演化的電場；S14.根據得到的電場計算原子內部動力學下的頻移；S15.根據得到的頻移計算二能級原子和雙曲超構材料板模型的Casimir?Polder力。本發明能夠分析處于激發態的二能級原子共振頻率分別位于雙曲頻段和非雙曲頻段時，原子所受Casimir?Polder力的變化；本發明能夠準確地反映出材料板間距對二能級原子與雙曲超構材料板間Casimir?Polder力的影響；由填充因子改變所反映的二能級原子與雙曲超構材料板間Casimir?Polder力的變化趨勢本發明也能準確分析。

技術領域

本發明涉及量子光通信技術領域，尤其涉及一種二能級原子與雙曲超構材料板之間Casimir-Polder力的計算方法。

背景技術

Casimir-Polder(CP)力起源于場和偶極動量的量子漲落，它是一個中性原子或分子與平面、介質板或者是其他宏觀物體之間的一種色散力。當原子初始處于基態時，Casimir-Polder力會迅速衰減到零，而激發態原子所受的Casimir-Polder力比基態原子強得多，并且隨著原子與表面的距離增大，振幅按正弦方式逐漸減小，特別地，激發態原子受到的Casimir-Polder力可以是排斥力。Casimir-Polder力在物理化學、原子光學和腔QED的各個方面中都起著重要作用，并且在納米技術中的許多潛在應用里同樣發揮作用，例如構造原子力顯微鏡或反射原子光學元件，以及制備原子Mach-Zehnder型干涉儀。

近年來，雙曲超構材料(HMMs)的研究引起廣泛關注，此材料具有極強的各向異性，且其介電常數或磁導率張量中的正交分量異號，這種特殊性使其具有廣闊的應用前景。包括QED效應的增強、熱超導電性、生物傳感、以及亞波長成像等。因此，本發明提出一種二能級原子與雙曲超構材料板之間Casimir-Polder力的計算方法。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的缺陷，提供了一種二能級原子與雙曲超構材料板之間Casimir-Polder力的計算方法，本發明所使用的雙曲超構材料模型比較接近于實際的雙曲超構材料的實驗結構，作為測試模型具有應用價值。

為了實現以上目的，本發明采用以下技術方案：

一種二能級原子與雙曲超構材料板之間Casimir-Polder力的計算方法，包括步驟：

S1.建立二能級原子和雙曲超構材料板模型；

S2.根據建立的模型確定雙曲超構材料板的電磁特性；

S3.計算雙曲超構材料板中各向異性介質隨時間演化的電場；

S4.根據得到的電場計算原子內部動力學下的頻移；

S5.根據得到的頻移計算二能級原子和雙曲超構材料板模型的Casimir-Polder力。

進一步的，所述步驟S1具體為：

選擇真空中二能級原子位于厚度為d_M、介電常數為ε、磁導率為μ的雙曲超構材料板右側的結構模型，并以雙曲超構材料右界面為z軸零點，原子的位置矢量r_A＝(0,0,z_A)，z軸分量為z_A(z_A＞0)，建立二能級原子和雙曲超構材料板模型。

進一步的，所述步驟S2中雙曲超構材料板的材料包括電雙曲超構材料ε-HMM和磁雙曲超構材料μ-HMM。