ν↓型三能级原子系统中Raman跃迁增强的Kerr非线性效应

在理论上研究了ν↓型三能级原子系统Raman跃迁中的线性和非线性极化率．研究表明：Raman跃迁中，如果原子完全被抽运到与控制光作用的基态时，将导致介质对探针光的线性极化率为零，而三阶非线性极化率不为零．通过减小原子两基态间的无辐射衰减速率γ12，可以极大地增强交叉Kerr非线性效应．     

电磁感应透明介质的高阶非线性特性

在理论上研究了电磁感应透明(EIT)介质的高阶非线性特性。引入一种区别于迭代法的新方法,该方法基于暗共振的分布情况,得到跃迁密度矩阵元的全解,在此基础上得到原子体系对探针光的各阶响应。研究结果表明,线性(一阶)极化率表现破坏性相干,非线性(三阶)极化率表现建设性相干;在各向同性介质中偶数阶次的非线性响应消失。进一步研究发现,五阶极化率和线性极化率一样呈现破坏性相干。研究结果为探索光波在EIT介质传输过程中高阶非线性对光波演化的影响提供了理论依据。该方法为研究高阶非线性效应提供了一种新的理论途径。     

钠蒸汽中的三波光差频

本文对各向同性介质中电四极矩跃迁共振增强的三波光差频过程进行了研究。在考虑原子电四极矩相互作用后,推导了二阶非线性极化率,并探讨了碰撞感生的二阶非线性光学过程出现的可能性。实验是在钠蒸汽中利用3s→4d电四极矩跃迁完成的。实验结果与理论预言相符合。 关键词：     

倒V形四能级亚飞秒极化拍的三光子吸收和色散

基于孪生色锁噪声场的互相关效应，从理论上研究了倒V形(RV)四能级飞秒量级差频极化拍与极化拍中五阶非线性极化率，并提出了用一种相位敏感的方法来研究多能级原子相干造成的三光子六波混频过程.在抽泵光束为窄带末端情况下，场关联对信号和极化率的影响都很弱，在非窄带情况下，场关联会使极化强度自相干信号和极化拍信号产生关于零延时的不对称性和时域扫描上的辐射与物质失谐阻尼振荡(RDO)，而极化率会产生频域扫描上的RDO振荡.参考光信号是一路传播方向和六波混频信号稍有区别的双光于非简并四波混频信号.五阶非线性响应则由享生     

电磁波作用下分子极化率的量子力学表示

由Rayleigh和Raman散射的跃迁几率幅，引入电磁波作用下分子极化率的量子力学表示。表明极化率所感生的偶极子如何成为Rayleigh和Raman散射的源并证明在Born-Oppenheimer近似下，极化率只与分子的电子运动有关。     

受激Raman谱中的宏观极化干涉

研究了Rb⁸⁵原子蒸气D1线系统中的受激Raman增益与损耗现象. 实验中观察到 随着抽运光失谐量的增大, 受激Raman谱明显地呈现出一个从增益到损耗的陡峭转变. 从缀饰态模型出发, 我们提出这是对探测光有相反贡献的不同速度原子群之间极化干涉的结果. 关键词： 受激Raman谱 电磁感应透明 极化干涉     

四能级Tripod-型原子系统中量子相干导致的交叉Kerr非线性效应

计算了四能级Tripod-型原子系统中探针光极化率随其频率失谐量的变化曲线.结果表明,当触发光作用于该系统的一个共振跃迁能级时,可使探针光的吸收和色散在其电磁感应透明(Electromagnetically Induced Transparency,EIT)窗口(由耦合光产生)处发生显著变化.随着触发光Rabi频率的增加,探针光在EIT窗口的吸收显著降低,色散显著增加.这种由触发光引起的探针光极化率的变化对应着三阶Kerr非线性光学效应,这一效应在偏振量子相位门中有着潜在的应用价值.     

倒V形四能级亚飞秒极化拍的三光子吸收和色散

基于孪生色锁噪声场的互相关效应,从理论上研究了倒V形(RV)四能级飞秒量级差频极化拍与极化拍中五阶非线性极化率,并提出了用一种相位敏感的方法来研究多能级原子相干造成的三光子六波混频过程.在抽泵光束为窄带末端情况下,场关联对信号和极化率的影响都很弱,在非窄带情况下,场关联会使极化强度自相干信号和极化拍信号产生关于零延时的不对称性和时域扫描上的辐射与物质失谐阻尼振荡(RDO),而极化率会产生频域扫描上的RDO振荡.参考光信号是一路传播方向和六波混频信号稍有区别的双光于非简并四波混频信号.五阶非线性响应则由享生 关键词： 外差法 吸收 色散 非线性极化     

非对称耦合量子阱的吸收非线性增强

基于V 形三能级模型运用密度矩阵方程推导了非对称耦合量子阱三阶光学非线性极化率. 具体分析了三阶吸收非线性效率（三阶光学非线性极化率与线性吸收系数之比）随阱间电子相干振荡频率的变化规律. 理论结果表明：三阶吸收非线性效率对阱间电子相干振荡频率相当敏感，当阱间电子相干振荡频率增大时三阶吸收非线性效率显著增强，而当阱间电子相干振荡频率为零时，这种非线性效率类似于单量子阱情况. 与单量子阱相比，对于已设计好的非对称耦合量子阱结构其突出特征表现在，其非线性吸收与色散特性可经由沿材料生长方向偏压进行控制. 据此，我们预期利用这种非对称耦合量子阱结构能设计成光通信中的光限幅器和可控克尔光开关.     

非线性Rosen-Zener跃迁

研究了非线性两模系统的Rosen-Zener跃迁.在绝热近似下，对基态能相同的两个模态，非线性相互作用使原子表现出强烈的集体行为，它们总是趋向于聚集到同一个模态上.因此外场的绝热调制能够把原子从一种模式彻底转移到另一种模式上.在经典相空间中，可以成功地解释该现象.提议利用现有的玻色爱因斯坦凝聚实验观测这一效应. 关键词： Bose-Einstein凝聚 Rosen-Zener跃迁 Rabi振荡 受激Raman绝热暗通道     

四能级原子系统中量子相干增强的Kerr非线性效应的研究

应用密度矩阵方程计算了四能级原子系统中三阶非线性极化率随信号光和探针光频率失谐的变化关系。结果表明，由于量子干涉对信号光强度的敏感性，使四能级原子介质的交叉Kerr非线性作用大大增强，与三能级系统相比，四能级原子介质的Kerr非线性系数可增强两个数量级。     

利用受激Raman跃迁制备的原子激光的相干性

研究了利用原子玻色-爱因斯坦凝聚体与光相互作用产生受激Raman跃迁制备的原子激光二阶相干性质。结果表明,这种原子激光是反聚束的,在一定条件下,是二阶相干的。     

强激光场作用下部分离化等离子体的非线性极化

 针对线偏振光场，提出一个原子极化模型。假设原子核为静止不动的正电背景，束缚电子不发生再电离，自由电子与离子也不发生复合，电子对电场的响应是瞬时的，并用旋转椭球来近似描述电子云的形状。通过此模型，可解析地计算出不同电离状态原子的第1阶线性和第3阶非线性极化率、相应的极化电流、以及极化介质（原子）的折射系数。在低场近似下，这些结果可自洽地过渡到传统的非简谐振子模型，并可得到对应的谐振子的固有频率和非线性系数。     

计及声子辅助跃迁的单量子点中的非线性法拉第偏转

利用一束弱线性π偏振探测光在与其平行的磁场作用下所形成的两偏振分量,在半导体单量子点中考虑声子辅助跃迁去构建环形四能级电磁感应透明介质模型.利用多重尺度法,解析研究发现:仅考虑系统的线性效应,随着耦合光强度的增加,介质对探测光的吸收迅速减少,形成透明窗口,并且透明窗口的宽度随之增大;进一步地,在相同的外加磁场下探测光的非线性法拉第偏转方向与线性法拉第偏转相反,且偏转角更大.随着声子辅助跃迁强度的增加,线性和非线性法拉第偏转角都会逐渐变小,并且非线性法拉第偏转角减小的更多.这说明系统中的声子辅助跃迁能有效地调制探测光的法拉第偏转.我们的研究可能对于弱光条件下的光信息处理和传输具有潜在的应用价值.     

长程电子关联对聚合物中激子极化率的影响

本文研究了在外电场下高分子的线性极化率和三阶非线性极化率,发现电子-电子相互作用使激子线性极化率χ(1)xx和三阶非线性极化率χ(3)xxxx都降低,而长程电子关联效应的作用更进一步降低χ(1)xx和χ(3)xxxx.准确地计算高分子聚合物的极化率可以更好的理解共轭聚合物的长程电子关联对有机分子线性和非线性响应的影响,确定其结构与非线性光学性质的关系.     

用近简并三波混频研究半导体掺杂玻璃的非谐振三阶非线性

用近简并三波混频实验方法对半导体CdS_0.4Se_0.6掺杂玻璃在非谐振透明区的三阶光学非线性进行了研究.该实验消除了由于双光子吸收光生载流子的非线性折射产生的五阶非线性效应,仅获得速度快的三阶光学非线性响应.研究结果表明,在非谐振透明区,CdS_0.4Se_0.6掺杂玻璃的三阶非线性极化率并不比它的基底玻璃大很多.量子尺寸效应没有有意义地提高掺杂玻璃中CdS_0.4Se_0.6微晶的三阶非线性极化率,即使较小激子吸收峰的出现也没有发现明显的变化.     

锶原子三重态谱线的观测及在光钟中的应用

实验中通过互组跃迁689 nm激光抽运形成三重态最低能态原子布居,引入688 nm激光改变三重态最低能态间的原子布居,利用抽运光与探测光空间分离的方法观测碱土金属锶原子的三重态能态间跃迁(5s6s)³S₁ → (5s5p)³P_j(j=0,1,2)的吸收谱线,对应三条跃迁线的激光波段为679 nm, 688 nm和707 nm.探测三重态原子跃迁谱线可以用于锶原子冷却中再抽运光707 nm和679 nm激光频率的直接锁定,相比于通常利用的腔传递技术,可以把再抽运光频率锁定在原子跃迁谱线上,有利于提高锶原子冷却中俘获原子数目的长期稳定性.     

分散橙25掺杂的聚合物PMMA薄膜全光极化的研究

制备了以分散橙25为客体的掺杂型有机聚合物PMMA薄膜样品，对之进行了全光极化研究，极化使薄膜产生诱导二阶非线性光学效应，种子光的强度越大，其二阶非线性极化率达到的饱和值越大;种子光的位相差、相对强度比、光场强度等因素影响薄膜的二阶非线性的优劣.     

Xe~(53+)离子与Xe原子碰撞过程中的辐射电子俘获和辐射退激发光谱的理论研究

基于多组态Dirac-Fock方法和密度矩阵理论,系统地研究了在197 Me V/u的碰撞能量下,Xe~(53+)离子与Xe原子的辐射电子俘获过程(REC)以及电子被俘获到激发态后辐射退激发产生的特征谱线.计算了炮弹Xe~(53+)离子俘获电子到不同壳层np_(1/2,3/2)(n=2—5)的总截面与相应的REC光子能量和角分布,以及由激发组态1snp_(1/2,3/2)(n=2—5)J_f=1向基态1s~2Jd=0辐射退激发的跃迁能量、跃迁概率和特征光子的角分布和线性极化度.计算结果表明,辐射光子具有显著的角各向异性特征.此外,1snp_(3/2)J_f=1→1s~2J_d=0退激发特征光子也显示出很强的线性极化和角各向异性特征,而1snp_(1/2)J_f=1→1s~2J_d=0退激发特征光子的线性极化度趋于零并且角分布也趋于各向同性.     

色散效应对光学参量放大器量子起伏特性的影响

解析求解了包含色散、损耗和抽运吃空的含时的Fokker-Planck方程,通过数值计算首先获得了色散时简并参量放大(DOPA)系统的光压缩特性.研究结果表明：色散效应是由非线性极化率从χ″增大到χ″/{1+σ²/}/+2而引起的.随着色散效应的逐渐增大,压缩曲线的形状基本相同,且整体向左收缩,最大压缩趋近于线性理论的结果1/(1+μ).还获得了色散时非简并参量放大(NOPA)系统的光纠缠特性.研究发现：当σ给定,随着抽运参数μ的增大,相应的相位变化也增大,非线性极化率的极性发生多次变化,极性为正阶段的增益大部分被极性为负阶段的衰减所抵消,净增益不大,压缩也不大,最小均方差V₁的值逐渐减小,且整体向右移动,接近于线性理论的结果1/(1+μ).