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     

双耦合场作用下的Mollow七峰谱

对双耦合A型三能级系统中Mollow谱线上叠加的新的透明和吸收特性进行了理论研究.若基态能级包括两条精细结构简并能级,强耦合场和探测场作用于激发态能级和第一条基态精细结构能级之间,另一个弱耦合场作用于激发态能级和第二条基态精细结构能级之间,则构成了双耦合A型三能级系统.通过调谐强耦合场的频率失谐量,探测吸收谱线中不仅得到了典型的Mollow三峰失谐谱,还出现了电磁诱导透明(EIT)和电磁诱导吸收(EIA)等新现象,形成了Mollow七峰谱.该文进一步分析了EIT和EIA的位置与耦合场参数之间的关系,并用缀饰态理论做出了解释.     

调谐耦合场作用下的电磁诱导透明和增益

在通常的A型三能级系统中,耦合场和探测场分别与一对光学跃迁能级发生相互作用,使探测吸收曲线上出现线宽极窄的电磁诱导透明(Electromagnetically Induced Transparency,EIT)特性.本文采用调谐耦合场同时激励两个基态精细结构能级与激发态能级之间的跃迁,使系统同时呈现EIT和自发诱导相干...     

四能级系统中相位控制电磁诱导透明研究

提出了一种利用微波场的相对相位调控电磁诱导透明(EIT)光谱特性的方法. 在外加双微波驱动场的准Λ型四能级原子系统中,通过求解系统的密度矩阵方程得到探测场的吸收谱,分析了电磁诱导透明窗口的位置随微波驱动场相位的变化规律,并借助缀饰态理论给出了准确解释. 结果表明,对于确定的作用场强度,调节微波驱动场的相位可实现电磁诱导透明的频率位置及间隔的准确控制. 关键词： 四能级原子系统 电磁诱导透明(EIT) 相位控制 微波场     

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     

调谐耦合场作用下的无反转光放大

 讨论了调谐耦合场作用下的Λ型三能级系统中的无反转光放大（AWI）现象,调谐耦合场同时激励两个基态精细结构能级与激发态能级之间的跃迁,使系统同时呈现电磁诱导透明（EIT）和自发诱导相干凹陷两种特性,而且当调节这个耦合场的频率失谐量在某一特定范围时,系统会在EIT信号上叠加出现AWI现象。研究结果表明：该系统中EIT和自发诱导相干凹陷之间存在能量转移现象,当EIT上出现AWI现象时,虽然激发态能级与基态能级之间没有出现粒子数反转,但是两个基态精细结构能级之间出现了粒子数反转。     

光场驱动下退化的级联三能级原子中的量子相干效应

研究了退化的级联三能级原子在施加静磁场后的量子相干效应,系统既可出现单光子电磁诱导透明,也可出现双光子电磁诱导透明以及双光子电磁诱导吸收,这取决于两个驱动场的拉比频率和塞曼分裂的相干性。 Quantum coherence effects in degenerate cascade three-level atom subject to magnetic field are investigated. One-photon EIT, two-photon EIT and two-photon EIA are obtained, due to the coherence between the drive Rabi frequency and Zeeman splitting.     

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.     

压缩真空中的电磁诱导透明

从主方程出发,通过解析求解密度矩阵非对角元,研究了压缩真空中Λ型三能级原子的电磁诱导透明现象(EIT).研究结果表明:EIT显著地依赖于相干光场的相位、压缩真空的压缩强度和压缩相位.Λ型三能级原子不但有电磁诱导透明和慢光速现象,而且还会表现出对探测光的增益、快光速和反向光速效应;且Λ型三能级原子对探测光场的吸收和增益与探测光强度有关,这与普通真空中不同. 关键词： 压缩真空 电磁诱导透明 增益     

激光线宽对原子相干效应的影响

该文在λ型三能级原子系统中分别讨论了耦合场和探针场线宽对电磁诱导透明(EIT)的影响,通过实验观测探针光和耦合光线宽变化时EIT的透明窗口的变化,得出耦合光对EIT的影响大于探针光线宽的影响,这一结果将为原子存储时间的提高具有一定意义.     

Slow-light solitons in three-level atomic systems modified by a microwave field

We study the modified effect of slow-light soliton in a resonant three-level atomic system via electromagnetically inducedtransparency (EIT) by utilizing a microwave field. We derive ahigh-order nonlinear Schrödinger equation by using a perturbation method of multiple-scales, and calculate the modification ofsoliton velocity and frequency shift. We find that in the presence of the microwave field an obvious decrease of propagating velocityof soliton can be realized, which provides an effective method to slow down optical solitons in EIT systems. We also find that thedown shift of oscillating frequency of soliton in such system can be largely suppressed by the microwave field.     

Rydberg原子的微波电磁感应透明-Autler-Townes光谱

主要研究了室温下微波场缀饰的铯Rydberg原子的电磁感应透明-Autler-Townes(EIT-AT)光谱.首先,以铯原子6S_(1/2)→6P_(3/2)→50S_(1/2)形成阶梯型三能级系统,利用强耦合光作用于6P_(3/2)→50S_(1/2)的Rydberg跃迁,弱探测光耦合基态跃迁6S_(1/2)→6P_(3/2)并探测由耦合光形成的电磁感应透明(EIT)效应.然后,以频率为30.582 GHz的微波电场耦合相邻的Rydberg能级50S_(1/2)→50P_(1/2)产生微波AT分裂.利用Rydberg EIT探测微波耦合相邻Rydberg能级产生的AT分裂,形成EIT-AT光谱,进而实现微波电场的测量.当微波场的强度增加到一定值时,EIT-AT光谱表现为多峰光谱结构.分析EIT-AT多峰光谱的成因,发现这主要是由场的不均匀性导致的,一定的EIT-AT光谱特征对应于特定的非均匀场分布.研究表明,利用Rydberg EIT-AT光谱可以实现微波电场的测量,利用其光谱特征可实现微波场的实时监测,进而提出了一种提高微波场空间分辨率的测量方法.     

宽频脉冲光的传播特性

本文研究了宽频脉冲光在电磁诱导透明介质中的传播特性.结果表明,如果信号光的载波频率在透明窗口内,且频宽相对于透明窗口较宽时,输出信号光的时域宽度展宽,并出现明显的延迟效应;如果信号光的载波频率在介质吸收峰内,且频宽远大于介质吸收峰线宽时,信号光在传播过程中会发生形变,输出信号出现两个峰,峰值依赖于耦合光的频率和光强以及样品的长度,在适当条件下,在输出信号光中可获取较强的时域窄化的光脉冲. 关键词： 电磁诱导透明 脉冲形变 时间延迟 相干叠加     

双抽运光作用电磁感应透明的实验研究

主要研究抽运光的强度对V型铯原子三能级系统电磁感应透明的影响，同时研究了双抽运光作用对电磁感应透明的影响，并利用光与原子作用的密度矩阵加以解释.实验结果与理论计算相符. 关键词： 电磁感应透明 双抽运 铯原子     

Laser frequency locking based on Rydberg electromagnetically induced transparency

We present a laser frequency locking to Rydberg transition with electromagnetically induced transparency(EIT)spectra in a room-temperature cesium vapor cell. Cesium levels 6S_(1/2), 6P_(3/2), and the n D_(5/2) state, compose a cascade three-level system, where a coupling laser drives Rydberg transition, and probe laser detects the EIT signal. The error signal, obtained by demodulating the EIT signal, is used to lock the coupling laser frequency to Rydberg transition. The laser frequency fluctuation, ~0.7 MHz, is obtained after locking on, with the minimum Allan variance to be 8.9 × 10~(-11).This kind of locking method can be used to stabilize the laser frequency to the excited transition.     

Frequency‐sensitive switching control effect induced by two‐photon resonance in an EIT‐based layered medium

The optical response of an atomic vapor can be coherently manipulated by tunable quantum interference occurring in atomic transition processes. A periodic layered medium whose unit cells consist of a dielectric and an EIT (electromagnetically induced transparency) atomic vapor is designed for light propagation manipulation. Such an EIT‐based periodic layered medium exhibits a flexible frequency‐sensitive optical response, where a very small change in probe frequency can lead to a drastic variation of reflectance and transmittance. As the destructive quantum interference relevant to two‐photon resonance arises in EIT atoms interacting with both control and probe fields, the controllable optical processes that depend sensitively on the external control field will take place in this EIT‐based periodic layered medium. Such a frequency‐sensitive and field‐controlled optical behavior of reflection and transmission in the EIT photonic crystal can be applicable to designs of new devices such as photonic switches, photonic logic gates and photonic transistors, where one laser field can be controlled by the other one, and would have potential applications in the areas of integrated optical circuits and other related techniques (e.g., all‐optical instrumentations).     

利用微波场抑制电磁感应透明的功率展宽

电磁感应透明的重要参量之一是透明窗口的光谱线宽。在Λ-型三能级原子系统中,电磁感应透明的光谱线宽由两低能级间的相干失相速率决定,若两低能级同属于原子基态的精细结构,则电磁感应透明窗口的极限线宽很窄。但较强的耦合场作用往往会导致电磁感应透明窗口的功率展宽,而减弱耦合场又会影响电磁感应透明的对比度和深度。为此,通过引入微波控制场共振作用于基态精细能级间构成三场作用下的准Λ-型四能级系统,利用微波控制场来抑制耦合场所引起的电磁感应透明窗口的功率展宽。结果表明,引入微波控制场不仅得到了双窗口电磁感应透明,而且在保持较好对比度的条件下,使得电磁感应透明的光谱线宽明显小于不加微波场的情况。     

Spectral specific features of the interaction of two fields of arbitrary intensity with three-level Λ-systems

The spectrum of absorption of a probe field of arbitrary intensity by three-level atoms with the Λ configuration of levels in the field of a strong electromagnetic wave acting on an adjacent transition is studied theoretically. It is shown that the supernarrow resonance, revealed earlier by us, in the absorption spectrum of the probe field far from the resonance with the atomic transition is retained as the probe field intensity increases. The dependence of the amplitude and of the width of the supernarrow resonance on the probe-field intensity is elucidated. The resonance contrast decreases insignificantly (by only a factor of several), even when the probe-field intensity becomes comparable with the intensity of the strong field.     

四能级系统中的原子相干效应

讨论了N型四能级原子系统中的原子相干效应，与三能级原子系统相比，其原子相干效应既可导致电磁感应透明(EIT，Electromagnetically Induced Transparency)的产生，也可产生电磁感应吸收(EIA，Electromagnetically Induced Absorption)现象，取决于控制光的强度和第四个能级的衰变率的大小。