准Λ型四能级系统中的超窄谱线的研究

在一般Λ型三能级模型的基础上提出准Λ型四能级系统,并对准Λ型四能级模型的共振荧光谱作了详尽的研究.从上能级向两边下能级辐射的自发辐射谱中产生了三个超窄谱线,且在很大参数范围内光谱具有这一特性.三个超窄谱线的产生是和两个相干驱动场的Rabi 频率密切相关,在较大的Rabi 频率作用下谱线会变得更窄,而当只有一个驱动场作用时是不会产生谱线变窄效应的.能级间的碰撞弛豫和非相干激发严重地破坏了谱线变窄.这种超窄谱线效应是多通道量子干涉的结果.     

梯型四能级系统中超窄电磁感应透明与无反转增益

研究了两个光场作用下梯型四能级系统中Rabi频率及多通道辐射对电磁感应透明的影 响-在梯型四能级系统中上驱动场的Rabi频率对于超窄电磁感应透明及无反转增益的获得起 重要作用-不同的激发方式可改变电磁感应透明的位置-研究了偶极矩关联度在量子干 涉效应中所起的作用-利用缀饰态理论对数值计算结果给出了解释- 关键词： 梯型四能级系统 量子干涉效应 电磁感应透明 无反转增益     

四能级系统中ac-Stark分裂研究

提出一双光场作用下的四能级系统,并对四能级模型的共振荧光谱作了详尽的研究.原子的共振荧光谱随Rabi频率的变化展示出能级的acStark分裂,且在很大参量范围内光谱具有这一特性.但当只有一个激发通道时不产生acStark分裂.在一定的条件下原子的共振荧光谱出现了两条黑线(darkline).可以认为acStark分裂的产生是多通道量子干涉的结果.利用缀饰态理论对acStark分裂给出很好的解释 关键词： 四能级系统模型 ac-Stark分裂 黑线(darkline) 多通道量子干涉     

闭合Λ型4能级系统中的电磁诱导透明和电磁诱导吸收

准Λ型4能级系统具有电磁诱导吸收(EIA)和电磁诱导透明(EIT)两种特性.准Λ型4能级系统包括两个基态精细结构能级和两个激发态精细结构能级,除光学耦合场和探测场外,附加了一个射频场作用于两个激发态精细结构能级之间.若对此系统进行拓展,在两个基态精细结构能级之间引入一个驱动场,则构成4场作用下的闭合Λ型4能级系统.本文对新引进的驱动场的作用规律进行了重点研究.研究结果表明,当驱动场和射频场的Rabi频率满足不同关系时,系统呈现EIA或EIT两种不同特性,探测吸收曲线的整体轮廓也随之改变.     

准Λ型四能级原子系统中的烧孔和光学双稳现象

研究了准Λ型四能级原子与两光场相互作用系统中的量子干涉效应.发现在弱探测场下系统驱动场拉比频率改变时,其色散曲线会呈现出烧孔现象,吸收增益曲线会出现全增益区以及宽而平坦的电磁感应透明窗口.另外,色散曲线随探测场拉比频率相位的演化会呈现出光学双稳态效应.     

基于碰撞感应激发而产生相干相长的研究

运用半经典密度矩阵方法研究了一个开放四能级系统中基于碰撞感应激发而产生的干涉相长.在该四能级系统中,一个公共上能级与两个间距较大的下能级所组成Λ型三能级量子拍结构由一个相干激光场耦合,同时该公共上能级通过真空模与另一下能级耦合.     

Y型四能级中的双电磁感应透明和超窄吸收

采用密度矩阵方程．对双光场耦合的分子Y型四能级系统的粒子数分布和吸收特性进行了计算和分析,在此能级系统中得到了双暗态共振和双电磁感应透明．并讨论了相应的物理机制。同时,我们讨论了Y型四能级两个上能级的自发辐射产生的量子干涉效应对电磁感应透明的影响,发现自发辐射干涉相消可以产生超窄线宽和导致探测光的吸收增强,自发辐射干涉相长可以展宽谱线和减弱探测光的吸收,并运用缀饰态理论对以上计算结果进行分析,与采用密度矩阵方程的计算结果一致。     

相干调控高密度类氦碳离子中的X-Ray超辐射

研究了在Λ型三能级类氦碳离子C~(4+)体系中波长为4.03nm的X-Ray超辐射的产生,探讨了紫外波段的相干光场的耦合作用对X-Ray超辐射产生的量子相干调控.通过数值模拟离子间和离子内部的干涉效应,发现控制离子密度和耦合相干光场强度可以实现对超辐射的脉冲强度和脉冲分裂特征的调控.当驱动光场的Rabi频率由4.3"10~(13)Hz增加到1.7"10~(14)Hz时,出射脉冲的最大输出强度增加约150倍.随着驱动光场Rabi频率的增加,最大脉冲输出强度呈现收窄震荡趋势.其结果对设计X-Ray源具有潜在的应用价值.     

基态精细结构能级之间的量子相干引起的非线性效应

讨论了级联四能级系统中基态精细结构能级之间的量子相干引起的非线性效应。耦合场同时激励激发态的下精细结构能级和基态的两个精细结构能级之间的光学跃迁使系统中出现新吸收峰。研究结果表明,基态精细结构能级之间的粒子弛豫速率越小,量子相干效应越显著,但是增大耦合场的Rabi频率会削弱这种量子相干效应。     

基态精细结构能级之间的量子相干引起的非线性效应

讨论了级联四能级系统中基态精细结构能级之间的量子相干引起的非线性效应。耦合场同时激励激发态的下精细结构能级和基态的两个精细结构能级之间的光学跃迁使系统中出现新吸收峰。研究结果表明,基态精细结构能级之间的粒子弛豫速率越小,量子相干效应越显著,但是增大耦合场的Rabi频率会削弱这种量子相干效应。     

探测功率展宽效应引起的电磁诱导透明向电磁诱导吸收的转化

本文对准L型四能级系统中探测功率展宽效应引起的非线性效应进行了理论研究.准L型四能级系统包括三个基态精细结构能级和一个激发态能级,除光学耦合场和探测场分别激励一个基态精细结构能级和激发态能级之间的跃迁外,附加了一个射频驱动场作用于其中一个基态精细结构能级和另一个新的基态精细结构能级之间,并通过与耦合场驱动共同能级建立量子相关性.研究结果表明,在射频驱动场的辅助激励下,探测功率展宽效应不仅可以使EIT的线宽增宽,还能引起吸收曲线中的类色散特性,使EIT最终变化为EIA.     

量子调控中介质的左手效应

研究了准Λ型四能级原子与多模光场相互作用的量子系统.在量子干涉机理下,原子的相对介电常数和相对磁导率受相干光场诱导发生显著变化,在合适的参数区间内,它们同时出现负值,即产生了左手效应. 关键词： 量子干涉 左手效应 电磁诱导 负折射率     

探测功率展宽效应引起的电磁诱导透明向电磁诱导吸收的转化

本文对准型四能级系统中探测功率展宽效应引起的非线性效应进行了理论研究。准型四能级系统包括三个基态精细结构能级和一个激发态能级,除光学耦合场和探测场分别激励一个基态精细结构能级和激发态能级之间的跃迁外,附加了一个射频驱动场作用于其中一个基态精细结构能级和另一个新的基态精细结构能级之间,并通过与耦合场驱动共同能级建立量子相关性。研究结果表明,在射频驱动场的辅助激励下,探测功率展宽效应不仅可以使EIT的线宽增宽,还能引起吸收曲线中的类色散特性,使EIT最终变化为EIA。     

射频驱动下电磁诱导透明窗口的分裂和增益的出现

在Λ型三能级系统的基础上引入两个共振射频场, 通过详细讨论系统的探测吸收特性随两个射频场Rabi频率取不同值时的变化规律, 得出电磁诱导透明(EIT)的分裂规律以及EIT上出现增益现象的产生条件.研究结果表明: 两个射频场对系统所起的控制作用不同, 控制基态精细结构能级之间跃迁的射频场对EIT的分裂起作用, 而控制激发态精细结构能级之间跃迁的射频场不会导致EIT的分裂; 而且, 只有当控制基态精细结构能级之间跃迁的射频场的Rabi频率大于控制激发态精细结构能级之间跃迁的射频场的Rabi频率时, 才能产生EIT与增益相叠加的新特性. 关键词： 射频场 电磁诱导透明 增益 精细结构能级     

N-型四能级系统的EIT和MOLLOW谱分析

构建双耦合场作用下的N-型四能级系统,详细讨论系统的探测吸收特性随两个耦合场Rabi频率取不同值时的变化规律,得到EIT、Mollow和Autler-Townes双峰效应及其它们之间的相互转化规律。通过找出N-型四能级系统中的多个跃迁通道,将系统按跃迁通道拆分成多个子系统,不同的拆分方法实现了不同跃迁通道之间的量子干涉,从而使系统呈现出三种产生条件和物理本质不同的非线性效应。     

压缩真空中的三能级原子的自发辐射

对压缩真空与Ｖ型三能级原子的相互作用作了理论分析,探讨了量子干涉效应对压缩真空中原子自发辐射的影响。当原子的上能级简并时强的量子干涉效应影响原子的定态和定态出射光谱,使它们对原子的初态敏感。这种情况下,压缩使谱线趋于关于压缩真空中心频率对称,量子干涉使谱线趋于不对称。     

低频微波场驱动的四能级原子系统自发辐射的相干控制

从理论上研究了四能级原子系统的自发辐射谱的性质,并讨论了原子各能级布居数随时间的演化情况。该四能级原子被一个相干探测场、一个耦合激光场和一个低频微波场驱动,其中两个上能级由低频微波场耦合。研究表明,通过控制低频微波场的位相和振幅,可以得到各种不同的光谱特征,如谱线变窄,谱线增强,谱线被抑制,完全荧光猝灭等现象。     

光学-射频双光子耦合作用下的电磁诱导透明和电磁诱导吸收

在通常的Λ型三能级系统中,光学耦合场和探测场分别激发两个不同的光学跃迁,探测吸收谱呈现电磁诱导透明(EIT)特性.若将此系统拓展为光学-射频双光子耦合场和探测场共同作用下的准Λ型四能级系统,探测吸收谱呈现电磁诱导吸收(EIA)和EIT两种特性.通过求解系统的密度矩阵方程,分析了EIA和EIT的产生条件,并给出了相应的缀饰态解释.研究结果表明,在准Λ型四能级系统中,光学耦合场对EIA和EIT的形成起决定作用,共振时出现EIA,非共振时出现EIT,而且EIA和EIT的线宽随着光学耦合场拉比频率的增大而增加. 关键词： 电磁诱导透明 电磁诱导吸收 射频场 光学耦合场     

准A型四能级原子系统中的烧孔和光学双稳现象

研究了准A型四能级原子与两光场相互作用系统中的量子干涉效应．发现在弱探测场下系统驱动场拉比频率改变时，其色散曲线会呈现出烧孔现象，吸收增益曲线会出现全增益区以及宽而平坦的电磁感应透明窗口．另外，色散曲线随探测场拉比频率相位的演化会呈现出光学双稳态效应．     

势阱中超冷三能级原子的自发辐射

考虑到在势阱中温度为μK量级的超冷原子质心运动的量子效应,发现原子的自发辐射谱表现出特殊的性质.本文采用全量子理论求解了考虑质心运动量子效应后囚禁在平方势阱中Λ型三能级原子的动力学方程,得到了一阶和二阶含时微扰理论的处于不同能级上的几率谱.研究结果表明:在基质心运动态的初始条件下,无论在二能级还是三能级模型下起始处于激发态的原子,它们的自发辐射谱都出现了多峰结构,这是由于原子质心运动的量子效应引起的.在一阶微扰情况下,与采用标准量子理论得到的结果一致,即处于激发态的原子最后完全自发辐射到基态;而在二阶微扰情况下,起始处于激发态的三能级原子,最后还有一定的几率处于激发态,这个几率和势阱的振动频率、原子两个下能级之间的能差和反冲参数等有关.分析表明原子最后处在激发态上的几率不为零是由于从激发态自发辐射到不同基态过程中出现了量子干涉现象.