开放的非共振梯型无粒子数反转激光系统非线性增益与色散的研究

本文给出了开放的非共振ladder型三能级无粒子数反转激光系统的非线性精确解,利用数值计算结果讨论了系统各参量的变化对激光场的增益和色散的影响.作者得到以下结论:当探测激光场和驱动场都共振时,无论其他参量如何变化,色散为零.当仅有探测场失谐(驱动场失谐)时,增益和色散随探测场失谐(驱动场失谐)的变化曲线分别具有偶对称性和中心对称性,当探测场和驱动场皆失谐时,这种对称性消失;适当调节探测激光场或(和)驱动场的失谐可获得最大或较大的无粒子数反转激光增益和无吸收高色散.增益和色散(粒子数差绝对值)随原子注入速率之比的增加单调增加(单调减小),且原子退出速率越大增加(减小)得越快.在探测场和驱动场适当失谐的情况下,保持系统其他参量不变,非相干泵浦速率只有在一定范围内取值时,才能获得无粒子数反转激光增益,并存在一个增益极大值.改变探测场或驱动场Rabi频率对无粒子数反转激光增益的影响与非相干泵浦速率改变时的情况类似.     

光孤子脉冲在增益色散和增益饱和非线性介质中的传播

本文获得了增益色散和增益饱和非线性介质中的光孤子脉冲的解析解。数值计算结果表明,在这类介质中光孤子脉冲传输是可能的,然而由于波传输的内禀特性,这种稳定传输被限制在较短的距离内。在高能量脉冲注入的情况下,光孤子脉冲将分裂为不同传输速度的多个光脉冲。     

光波位相耦合色散效应与固态介质中室温下的光速调控

文章介绍了作者利用光波位相耦合的色散效应调控光速的新机制，并利用光折变位相耦合的色散效应在室温下在Bi12SO20晶体中实现极慢光速和超光速现象．进一步的研究表明，在Bi12SO20晶体中传播的、由位相耦合色散效应引起的慢光和快光由于光折变光强耦合效应而得到了相干放大．     

三能级闭环λ原子系统中吸收和色散的相位依赖特性

在微波场闭合的三能级Lambda系统中计算了弱探测场的吸收和色散特性,发现闭合原子系统中的量子干涉导致弱探测场的吸收和色散特性依赖于施加场的相对位相。通过调节相对位相,获得了大的无反转增益和零吸收的高折射率。在三光子非共振的情况下,探测增益和吸收呈现随时间的振荡行为。     

含具有双增益线原子的光子晶体中的光传播

讨论了缺陷层包含具有双增益线的原子的一维光子晶体中的色散效应及透射谱，双增益线间出现了反常色散区，由于入射光与双增益线的相互作用使得光子带隙中出现了两个透射率远大于1的透射峰；透射峰随着缺陷位置和体系结构参数的变化而产生变化；左透射峰和右透射峰很窄的频率范围内分别出现了斜率极大的反常色散和正常色散，产生了负的群速度和极慢光速的光传播行为。     

色散补偿和色散位移光纤实现光脉冲压缩

根据超短光脉冲在光纤中传输的非线性薛定谔方程，模拟了不同色散参量情况下色散补偿和色散位移光纤对增益开关半导体激光器产生的光脉冲的压缩，给出了光脉冲在经过色散补偿光纤前后的啁啾曲线。结果表明，使用色散参量D分别为-150，-180和-20ps/(nm·km)的色散补偿光纤可以实现其他脉冲压缩方法的压缩效果，最大压缩因子达到6.09，但色散参量越大，所需光纤长度就越短。此外，脉冲经过色散补偿光纤后线性啁啾几乎为零。还利用色散位移光纤对脉冲进行孤子压缩，脉冲宽度由最初的45ps减小到1.23ps。指出采用这2种光纤相结合的方法可以对光脉冲实现高效压缩。     

三能级级联型介质的正常色散与反常色散

建议利用三能级级联型介质实现从正常色散到反常色散的变换.在级联型介质中,两个偶极跃迁分别与两个不同的相干场耦合.探测场或者与上跃迁耦合,或者与下跃迁耦合.利用谐振展开方法把介质密度矩阵元方程组转换成在定态条件下系数不依赖时间的方程组,然后用逆矩阵求解,并用此解求得介质的吸收与色散谱.结果表明,对于每一种情形,在同一频率区域系统既能呈现正常色散,也能呈现反常色散.通过改变耦合到探测跃迁的驱动场强度,可以实现从正常色散到反常色散的转换.级联系统与Λ和V系统之间呈现两个差别.第一,如果利用Λ和V系统的两个跃迁同时与探测场耦合获得色散转换,则需要利用近简并能级,而本方案利用缀饰态获得等价的近简并能级,其间距由相应驱动场强度进行控制.第二,如果利用Λ和V系统的单个跃迁耦合探测场建立色散转换,当退耦合态起主要作用时,系统不能产生色散转换,而级联系统不涉及退耦合态.     

开放四能级系统中相对位相对探测响应的影响

利用具有自发辐射诱导相干开放四能级系统的定态数值解,从不同角度分析了探测场和驱动场之间的相对位相Φ对探测场增益(吸收)以及粒子数差的影响.研究结果表明：通过对相对位相的控制,可以实现探测场无反转增益和色散的周期性放大和减弱,并能得到无吸收高色散；Φ=α的色散曲线与Φ=α+π/2的增益曲线相似；在探测场共振条件下,适当调节相对位相,可以使无反转激光（LWI）增益达到最大.还研究了粒子注入和退出速率的变化对位相相关的LWI增益的调制作用.     

五阶非线性下零色散附近的调制不稳定性

在同时考虑光纤损耗、高阶色散以及高阶非线性情况下,从广义非线性薛定谔方程出发,研究了零色散附近的调制不稳定性,分析了四阶色散和五阶非线性对增益谱的影响.结果表明：当光脉冲工作在零色散附近时,四阶色散对调制不稳定性起决定作用,它使反常色散区的增益谱变宽.在光纤正常色散区,正（负）五阶非线性使增益谱的谱宽和峰值增大（减小）；但在反常色散区,五阶非线性仅改变增益谱的峰值,几乎不影响谱宽.     

光子晶体中缺陷的色散导致的群速度降低

利用传输矩阵方法计算了包含色散媒质缺陷的一维光子晶体的复透射系数，其中色散媒质用洛仑兹振子模型描述。计算了由复透射系数定义的等效复折射率并由此研究了频谱位于缺陷模频率附近的光脉冲的群速度。结果发现，由于缺陷模附近的透射谱敏感地依赖于缺陷层的光学厚度，而缺陷层的色散使缺陷层光学厚度随频率变化而改变，从而使包含缺陷的光子晶体的等效色散性质明显地依赖于缺陷的色散行为。由于光脉冲是由多种频率成分的单色场迭加构成的，透射脉冲由各单色场透射后重新迭加构成，因此波包的传播由介质的等效色散性质决定。与包含无色散缺陷的光子晶体相比，缺陷的色散可导致极慢的群速度。通过改变振子强度，群速度可从极慢光速转变为超光速(superluminal)。     

半导体超晶格子带间跃迁光吸收理论研究

从理论上研究了半导体超晶格子带间跃迁的光吸收性质，以GaAs/AlxGa1－xAs超晶格为例进行数值计算，分析了该材料的吸收系数随入射光光子能量、光场强度和超晶格结构参量（阱宽，垒宽，势垒高）的变化关系计算表明：随着入射光光子能量的变化，出现非对称的吸收峰；光强只改变吸收系数大小；超晶格结构参量会改变吸收谱的谱宽和吸收峰所对应的入射光频率随着超晶格阱宽（垒宽）的增大，吸收谱由宽变窄，吸收峰红移；随着超晶格Al组分变大，吸收谱变窄.     

原子吸收光谱法测定南瓜吸收镉的研究

利用原子吸收分光光度计对南瓜吸收重金属镉的特性进行了研究.结果表明,随着镉浓度的增加,南瓜对镉的吸收量增大;随着水培时间的延长,南瓜对镉的吸收量增加,水培8 h后吸收量基本趋于饱和;吸收高峰在水培后2 h时出现,而后随时间的延长而逐渐降低.酸性和碱性条件较中性条件下南瓜植株对镉的吸收量均有下降,在pH 3条件下吸收量最小,pH 7条件下吸收量最大.     

基于岩石光谱吸收特征的白云母含量反演

岩石是由多种矿物组成,其反射率光谱吸收特征与矿物含量之间存在紧密联系,矿物光谱在特定波段处的光谱吸收特征是定量估算含量的重要指标之一。为提升岩石光谱吸收特征定量反演矿物含量的准确度与精度,以白云母为研究对象,分析岩石光谱在2.2 μm附近的光谱吸收特征及其白云母含量,采用Savitzky-Golay平滑滤波和连续统去除法对岩石光谱反射率进行处理,进而提取光谱吸收特征参数（吸收深度、吸收宽度、吸收面积）,分析岩石光谱在2.2 μm附近吸收特征与白云母含量之间的相关性。研究中采用单一吸收特征建立统计模型、多维吸收特征建立偏最小二乘法（PLS）和多层感知器（MLP）模型,对岩石中白云母含量与光谱吸收特征参数进行分析,进而提出一种非线性预测岩石中矿物含量的方法。研究结果表明,岩石光谱在2.2 μm附近的光谱吸收特征中,吸收深度与白云母含量之间的相关性最高。基于单一吸收特征的统计模型中,二次曲线模型对吸收深度拟合的效果最佳,R2为0.935 0,RMSE为0.063 0,岩石光谱的吸收深度随白云母丰度满足二次曲线变化,岩石中白云母的含量越高,岩石光谱吸收深度值越大;基于多维光谱吸收特征的PLS模型相较于MLP模型拟合的效果更佳,其R2为0.947 7高于MLP的0.901 2,RMSE为0.002 7低于MLP的0.005 1;整体上,多维模型优于单一维度模型,PLS模型反演能力最佳,该模型在预测白云母含量上具有运算量小、精度高的特点。通过分析岩石在诊断特征处的光谱吸收特征,为其矿物组分的含量等进行定量反演提供理论参考,为矿产资源监测与评估提供快速高效便捷的方法。     

一种含圆柱形谐振散射体的黏弹材料低频吸声机理研究

利用层多重散射法分析了一种含圆柱形谐振散射体黏弹 材料吸声层在钢背衬条件下的低频吸声特性. 该吸声层由包覆软材料的圆柱空腔周期嵌入橡胶材料中构成, 其中, 散射体轴线与吸声层平行. 结果表明, 20 mm厚吸声层在1000–3000 Hz具有良好的吸声性能. 通过综合分析单个散射体的吸收截面、单层周期散射体的声吸收、 结构内部位移场以及耗散功率密度分布, 揭示了该吸声层的低频吸声机理. 关键词： 水声吸声 吸收截面 耗散功率密度     

四能级原子系统中非线性电磁感应吸收的理论研究

在n型四能级原子系统中,研究了电磁感应吸收的非线性理论.结果表明:探测光的拉比频率和衰减分配系数A影响非线性吸收,进而影响介质吸收.当探测光光强较弱时,介质吸收和线性吸收一致,均表现为电磁感应吸收特征;当探测光光强增大时,介质吸收和线性吸收不再一致,介质吸收曲线将会呈现出烧孔现象;当探测光光强增大到控制光(或信号光)光强时,介质吸收表现出很大的增益现象.同时,非线性吸收受到衰减分配系数A的影响,即使在探测场很弱的条件下,随着A值的减小,介质吸收由电磁感应吸收现象表 关键词： 电磁感应吸收 非线性吸收 增益现象 n型四能级原子系统     

Two-photon absorption and two-photon induced absorption of liquid toluene at 347.15 nm

Pump pulse transmission and time-delayed probe pulse transmission measurements through liquid toluene were performed with linear and circular polarized second harmonic pulses of a mode-locked ruby laser system. Two-photon absorption and two-photon induced absorption are observed. The induced absorption anisotropy is investigated. A theory of two-photon absorption in isotropic media is presented. The two-photon absorption cross-section components, the effective excited-state absorption cross-section, the absorption anisotropy relaxation time and the excited singlet-state relaxation time are determined.     

原子吸收光谱法测定南瓜吸收铅的研究

通过原子吸收光普法研究了南瓜对铅的吸收特性,结果表明:南瓜对铅的吸收量随时间的延长而增加,吸收速率随时间的延长而降低;培养液pH7时对铅的吸收量最大;这一结论与南瓜对重金属镉的吸收特性相似。     

用1.05,0.53μm激光辐照Au盘靶的吸收规律与数值模拟

离散等离子体卡计测量等离子体能量,研究～0.8ns,1.05,0.53μm激光辐照Au盘靶产生的Au等离子体对激光的吸收规律.报道了吸收与激光入射角度和功率密度关系的实验结果.根据分析实验结果提出了吸收的定标规律.实验结果与一维平面等离子体模型模拟结果相符. 关键词：     

基于光子晶体异质结构的磁可调石墨烯多带吸收

石墨烯在光电子学领域具有广泛应用,但石墨烯的吸收率较低限制了其在某些方面的应用。为了改善单层石墨烯的吸收特性,在前人研究的基础上,设计了石墨烯和光子晶体异质结构构成的复合结构。利用4×4传输矩阵法研究了外磁场、费米能量和设计波长等参数对石墨烯吸收特性的影响。结果表明,所设计的光学结构使石墨烯既保持了原有的宽吸收带,还增加了数目可调的窄吸收带。由于考虑到磁光效应,石墨烯的吸收特性表现出一定的磁圆二色性。对于各吸收带,通常情况下左旋圆偏振光的吸收率要大于右旋圆偏振光的吸收率。但调节外磁场和费米能量,可使各吸收带具有99%以上的吸收,在一定的条件下,还可实现近完美的100%吸收。研究结果为光电子学领域中基于石墨烯的相关器件的设计提供了参考。     

原子吸收光谱法测定皖景天吸收镉和锌的研究

通过原子吸收光谱法研究了皖景天对镉和锌的吸收特性,结果表明:皖景天对镉和锌的吸收量随时间的延长而增加,皖景天对镉吸收速率随时间的延长而降低,皖景天对锌吸收速率随时间的延长呈现先下降后上升的趋势。