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 关键词： 准Λ型四能级系统 超窄谱线 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.     

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     

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     

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。     

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     

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.     

铯原子7S1/2态磁偶极超精细常数的测量

在室温下的原子气室中, 基于铯原子6S_1/2-6P_3/2-7S_1/2(852.3 nm+1469.9 nm) 阶梯型能级系统, 利用电光调制器的主频和±1级边带分别产生的三套双共振吸收光谱, 当驱动电光调制器的信号源频率严格等于7S_1/2态超精细分裂的能级间隔时, 三套谱线中的一些超精细跃迁谱线重叠且线宽最窄, 利用这一现象很好地避免了激光器频率扫描时非线性效应的影响, 测量出了7S_1/2 态超精细分裂能级间隔: 2183.72 MHz±0.23 MHz, 并计算出该态的磁偶极超精细常数: A_hfs= 545.93 m MHz±0.06 MHz, 与文献中报道的测量结果一致.     

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。     

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.     

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     

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。     

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。     

倒Y型四能级量子系统中亚光速和超光速传播现象的转换研究

研究了探测场、耦合场和驱动场三场作用下倒Y型四能级量子系统的光学特性,利用数值模拟的方法探讨了外加相干驱动场的拉比频率和失谐量变化时系统对探测光场吸收特性的影响. 通过绘制三维立体图,发现了探测光场的群速度在电磁诱导透明窗口处的变化规律,并且选择合适的驱动场拉比频率和失谐量,可以在理论上实现亚光速和真空光速以及超光速传播之间的转换. 关键词： 倒Y型四能级 群速度 超光速传播 亚光速传播     

四能级双V型原子系统中考虑自发辐射相干的无粒子数反转激光

提出了一个由两个弱探测场和两个强耦合场驱动的四能级双V型原子系统, 研究发现在四波混频共振条件下, 两探测场均可被放大而无须粒子数反转. 值得注意的是, 由于所选择的激发态为超精细结构的两个近能级, 这里必须考虑自发辐射相干效应的影响. 与不考虑自发辐射相干相比, 同样参数条件下探测场的增益得到大幅度提高.而且, 探测场增益对相位非常敏感, 即增益-吸收线型受相位周期性调制, 同时也受两个偶极矩之间夹角θ制约. 此外还分析了相干抽运场 (强耦合场)的失谐对增益谱线产生的影响. 关键词： 无粒子数反转激光 四波混频 自发辐射相干     

微波驱动精细结构能级跃迁引起的电磁诱导负折射效应

本文通过建立Λ形四能级原子系统, 研究了微波驱动精细结构能级跃迁引起的电磁诱导负折射效应. 微波场作用于基态精细结构能级之间, 与不同精细结构能级之间的电偶极矩或磁偶极矩发生耦合, 使系统在某些频率处呈现负折射特性.同时, 两个耦合场各自激励一对基态和激发态之间的光学跃迁. 通过改变两个耦合场的频率失谐量控制负折射区域的频带宽度.结果表明, 耦合场失谐时出现负折射特性的频率范围比耦合场共振时迅速缩小, 而且耦合场负失谐和正失谐时的变化规律不同.     

基于自发辐射相干控制的电磁感应透明诱导无反转光放大效应

建立微波驱动基态精细结构跃迁的Λ型三能级系统,研究基于自发辐射相干控制的电磁感应透明诱导无反转光放大效应.微波场作用于基态精细结构能级之间,产生3个透明窗口,利用适当角度的自发辐射相干效应与电磁感应透明耦合,实现透明向光放大的转化.结果表明,透明转化为光放大时,激发态与基态能级之间以及两个基态能级之间均不出现粒子数反转,但在产生光放大的过程中必须经历两个基态能级出现粒子数反转的状态.调节微波场的频率失谐量可以改变基态能级上的粒子数分布,有利于无反转光放大的产生.     

各向异性光子晶体中Λ型原子动力学性质研究

讨论了各向异性光子晶体中外驱动场作用下Λ型原子的动力学性质及辐射谱特性. 通过理论 分析和数值计算发现，原子上下能级的布居数将出现准周期性振荡的性质，其振荡的频率和 振荡的幅度与上能级的耗散系数γ， 驱动场的作用强度，驱动场和共振频率失谐度δ等相 关； 原子上能级与光子晶体带边的相对位置将直接影响到原子自发辐射的模式. 此外，从 辐射谱的角度分析光子晶体对原子周围辐射场的特性及其传输性质的影响.