在多能级∧系统中运用“部分受激拉曼绝热通道”制备相干叠加态(英文)

我们给出了在A型五能级系统中制备| 3态和| 5态的连续叠加态的方法,这种方法是部分受激拉曼绝热通道的扩充。但是它又不同于部分受激拉曼绝热通道,我们设计了新的斯托克斯脉冲和相应的泵浦脉冲。进而应用数值方法讨论了脉冲驰豫时间和失谐量对该方法的影响.数值结果表明要制备任意的叠加态要满足双光子共振.这种方法可以推广到多能级A系统中制备任意两个下面能级的叠加态.     

双Λ型原子系统中制备相干叠加态的研究(英文)

本文讨论了在双Λ型原子系统中制备相干叠加态的方法:一个Λ型系统通过控制激光而另一个Λ型系统采用部分受激拉曼绝热通道的方法.在理论上分析了产生任意相干叠加态的可能性并且讨论了透热系统在产生相干叠加态过程中的重要性.研究表明,没有透热过程是不可能制备出任意的叠加态.应用数值方法验证理论分析是正确,并且指出任意叠加态的产生只与控制脉冲的时间延迟有关.     

粒子数转移的几种方法及比较

在理论上介绍了用非相干光和相干的激光脉冲实现二能级或三能级原子或分子能态间转移的各种方法,包括光泵浦,受激辐射泵浦,共振相干激发,受激拉曼绝热过程(STIRAP),并在转移的效率和转移速度等方面进行了比较,指出适当运用相干脉冲序列转移粒子数要优于非相干脉冲,特别是受激拉曼绝热过程(STIRAP),可以实现粒子数的完全快速转移.     

外场参数对超冷原子向异核三原子分子转化的影响

文章研究了利用双光子受激拉曼绝热暗通道技术实现超冷原子向异核三原子分子转化过程中,可控外场参量(包括拉比脉冲的强度,脉宽以及单光子失谐等)对系统绝热性和转化效率的影响. 结果发现,系统的转化效率随斯托克斯光强度的增大先减小,后振荡,最终趋于小于1的稳定值,而随抽运光强的增大先增大,然后很快趋于1,表明抽运光和斯托克斯光对超冷分子的形成具有不同的作用. 脉冲宽度既能决定最终转化效率的大小,也能反映达到稳定转化所需的时间. 单光子失谐为红失谐时,系统有比较高的稳定转化效率,而蓝失谐光脉冲则不利于超冷分子的形成. 另外,还讨论了超冷异核三原子分子转化系统在经历不同反应通道时绝热性和转化效率的差别. 关键词： 异核三原子分子 受激拉曼绝热暗通道 绝热参量 绝热保真度     

激光诱导的四能级系统电子布居转移H

受激拉曼绝热通道(STIRAP)为我们提供了一种有效转移原子与分子中电子布居的方法.采用数值方法系统地分析了不同的四能级系统在受激拉曼迁移过程中电子布居的转移情况,计算了各种系统处于双光子共振和共振失谐时的转移率,并且讨论了在不同情况下第四能级对转移率的影响.计算结果表明,对于许多原子或分子系统,获得高的转移率所必须满足的条件是非常严格的,而有些四能级系统根本就不能获得高的转移率.(     

斯托克斯束的时空分布

基于在自由空间光束的分丰是已知的条件下，推导出适用于任意束分布的广义化的耦合波方程并得到一种计算受激拉曼散射过程中泵浦束与斯托克斯束的时、空分布的简单方法。所得结果清楚地示明受激拉曼散射过程既能使斯托克斯信号得到放大，又能使脉宽受到压缩。     

双折射光纤中斯托克斯波的增益谱

根据激光脉冲在双折射光纤中传输时的混合模方程,考虑拉曼效应后,得出在受激拉曼散射和参量放大共同作用下的增益。数值模拟了当输入泵浦波沿两双折射轴450附近区域传输时,在不同色散区斯托克斯增益谱随输入功率及群速度失配等相关参数的变化关系;结果表明斯托克斯增益谱在不同色散区表现出明显不同的特性,当满足一定条件下,可利用混合模双折射光纤中传输的泵浦波分解出的脉冲序列来分离和提取T频脉冲。     

双折射光纤中斯托克斯波的增益谱

根据激光脉冲在双折射光纤中传输时的混合模方程,考虑拉曼效应后,得出在受激拉曼散射和参量放大共同作用下的增益。数值模拟了当输入泵浦波沿两双折射轴450附近区域传输时,在不同色散区斯托克斯增益谱随输入功率及群速度失配等相关参数的变化关系;结果表明斯托克斯增益谱在不同色散区表现出明显不同的特性,当满足一定条件下,可利用混合模双折射光纤中传输的泵浦波分解出的脉冲序列来分离和提取T频脉冲。     

基于方波脉冲外场的超冷原子-分子绝热转化

基于受激拉曼绝热通道技术,研究了方波脉冲外场下的超冷原子-双原子分子转化.运用绝热保真度的方法,详细分析了该原子-分子转化系统相干布居俘获态的动力学演化过程.研究发现,相干布居俘获态的最终绝热保真度随脉冲激光强度的变化呈现出大幅度的周期振荡.这表明本文所设计的方波脉冲方案与高斯脉冲方案相比具有明显的优势,可以在较小的脉冲激光强度下达到较高的绝热保真度并实现较高效率的超冷原子-分子转化.     

单模光纤中超快受激拉曼散射的反斯托克斯波

由光纤中光的基本传输方程出发 ,利用慢变振幅近似 ,给出了包含反斯托克斯波的光纤超快受激拉曼散射的耦合波方程。以此为基础讨论连续、超快受激拉曼散射中泵浦波、斯托克斯和反斯托克斯波的耦合 ,分析了单模光纤相位匹配和群速匹配对光纤超快受激拉曼散射反斯托克斯波产生的影响     

D2受激拉曼散射产生的紫外激光用于O3差分吸收激光雷达的研究

脉冲Nd∶YAG四倍频激光(266nm)泵浦D2的受激拉曼散射第二级斯托克斯光(316.39nm)用作O3差分吸收激光雷达的λoff。为研究D2的受激拉曼散射效应和定量解释其物理机制作了一系列的实验。通过调节泵浦能量和气体压强,得到了各级散射光的能量转换效率,找到了第二级斯托克斯光的优化条件。     

飞秒受激拉曼光谱线形:基于泵浦及探测脉冲光的共振条件研究（英文）

在新兴的飞秒受激拉曼(FSRS)光谱中,共振增强效应逐渐地被广泛应用于针对性研究功能分子的结构及动力学.在以技术开发及应用为导向的科研人员的共同努力下,兼备时间及光谱高分辨率的FSRS技术已经被成功地应用于诸多的光敏体系以探究其在分子时间尺度上的工作原理.实际操作中,光谱分析常受制于微分线形以及共振条件的选择.本文用室温下化学染料罗丹明6G(R6G)的甲醇溶液为模型,系统性地研究了FSRS光谱线形基于窄带皮秒泵浦及宽带飞秒探测光波长的变化,并首次将拉曼泵浦光的波长从R6G的电子基态吸收峰的红侧连续调谐至蓝侧(648～479 nm).本文观测到了在斯托克斯及反斯托克斯的FSRS谱图中的特征线形组合,以及在同一谱图中从低频到高频振动峰的线形变化,主要源自受泵浦及探测光波长共振状况影响的多个三阶及五阶非线性过程在飞秒至皮秒时域上的竞争.尤其是在观测到的循环线形的产生机理中,拉曼探测光的波长经由热发光(hot luminescence,简写为HL)通道发挥了重要作用.与此同时,拉曼泵浦光与R6G的电子基态吸收峰的精准共振可以有效促进激发态振动模式,和基态相比,它们有增加的峰宽和红移的频率,并在谱图中与共振增强的基态振动模式并存.基于对上述实验的分析,本文讨论了受激拉曼泵浦及探测脉冲光波长的选择调谐策略,通过预共振以获取高信噪比的以吸收线形为主的电子基态和激发态的振动光谱信息,从而进一步将波长可调的FSRS发展成为化学、物理、材料及生物领域的强大且普适的结构动力学研究技术.     

序列脉冲倍频YAG激光器泵浦的氧气受激拉曼散射研究

对序列脉冲倍频ＹＡＧ激光器泵浦的氧气受激拉曼散射进行了研究。对氧气的受激拉曼散射池的热传导过程进行了数值模拟计算，实验研究了序列脉冲倍频ＹＡＧ激光器泵浦情况下氧气受激拉曼散射的热效应问题。     

单模圆光纤中受激拉曼散射光谱偏振特性的研究

研究了单模圆石英光纤在不同偏振光泵浦条件下,受激拉曼散射(SRS)各级斯托克斯光的拉曼阈值和频移特性,同时测试了光纤输出端的泵浦光和斯托克斯光的偏振状态.分析了偏振光在单模圆光纤中传输时偏振状态的变化.     

相敏检测调制深度对受激拉曼信号强度及信噪比影响研究

受激拉曼散射是相干拉曼散射中的一种，其产生的信号在三阶非线性效应下得到了显著地增强，且没有非共振背景的干扰，光谱与自发拉曼光谱几乎完全一致。因此，基于受激拉曼散射的显微成像技术具有无标记、高特异性、非侵入等优点，已成功运用在生物细胞成像中并取得了许多重大的成就。受激拉曼信号与激发光的波长相同，易受到激发光背景噪声的干扰，为解决该难题，常采用光学调制与相敏检测相结合的方法对其进行检测。检测过程中，调制深度对受激拉曼信号强度和信噪比有重要影响。针对此，基于相关理论深入分析了调制深度对受激拉曼信号强度及信噪比的影响。同时考虑到在生物光谱成像等应用中，细胞光损伤阈值对两束激发光功率之和的限制，分析了不同调制深度下，获取最大信号强度及最佳信噪比的激发光功率配置方法。通过搭建受激拉曼实验系统，以二甲基亚砜为研究对象，进行实验验证。研究结果表明，在光损伤阈值的限制条件下进行受激拉曼损耗检测时，同一调制深度下，当泵浦光与斯托克斯光光功率比为1:1时信号强度达到最强，比值为1∶2时信号的信噪比达到最佳。在泵浦光与斯托克斯光光功率比相同的条件下，受激拉曼信号强度和信噪比均随调制深度的降低而降低且近似呈线性...     

保偏光纤中在不同频率区域拉曼效应和参量放大增益谱

根据考虑拉曼效应后的双折射光纤所满足的非线性相干耦合薛定谔方程, 推导出了当沿两个偏振轴入射两束不同波长的激光脉冲时所产生的增益表达式. 通过与入射相同频率的光脉冲所产生增益的对比, 在考虑拉曼效应的情况下, 讨论了入射不同频率光脉冲对增益谱的影响. 结果表明, 在正常色散区和反常色散区, 当输入两束激光脉冲频率不同时, 增益谱较输入相同频率激光脉冲时产生了明显的变化, 其外侧的斯托克斯部分和反斯托克斯部分增益峰, 随着群速度失配的增加强度明显加强、偏离中心频率, 可以用于提取太赫兹脉冲.当两偏振模处于不同色散区时, 增益谱与不考虑拉曼效应时也存在明显的不同, 增益谱的对称性遭到破坏, 斯托克斯部分的增益峰强度要明显高于反斯托克斯部分. 关键词： 不同频率区域 保偏光纤 拉曼效应 参量放大     

原子-二聚物分子转化系统在受激拉曼绝热过程中的绝热保真度

从原子-二聚物分子转化系统的非U（1）对称性出发,将保真度的定义推广到了非线性系统.并利用绝热保真度定量地研究了原子-二聚物分子转化系统在受激拉曼绝热过程中的动力学和绝热性.研究发现,这个系统的相干布居俘获态——暗态的绝热保真度作为绝热参量的函数以幂律关系趋于1.这个函数关系与线性系统的绝热参量和绝热保真度的幂律关系非常相似,但该系统的幂指数要远小于线性系统的幂指数.此外,还进一步讨论了如何通过优化受激拉曼绝热过程的外部参量得到更高的绝热保真度,从而优化系统的绝热性,提高原子-分子转化效率. 关键词： 原子-二聚物分子转化系统 暗态 受激拉曼绝热过程 绝热保真度     

水中受激拉曼散射的能量增强及受激布里渊散射的光学抑制

为提高液体介质中受激拉曼散射的输出能量,提出了通过温度调控来抑制受激布里渊散射的方法,设计了532 nm多纵模宽带脉冲激光泵浦的受激拉曼散射发生系统,测量了不同温度下水中前向受激拉曼散射及后向受激布里渊散射的输出能量,分析了水温、泵浦激光线宽及热散焦效应对受激拉曼散射输出能量影响的物理机制.实验结果表明:通过降低水温可实现对受激布里渊散射过程的有效抑制,同时减小热散焦效应带来的光束畸变,从而有效提高受激拉曼散射的输出能量.研究结果对液体介质中的受激拉曼散射多波长转换具有重要意义.     

啁啾脉冲受激布里渊散射的理论研究

推导了描述调频激光受激布里渊散射的耦合波方程和准静态近似下增益因子的表达式，分析了啁啾脉冲的散射过程，讨论了泵浦激光和斯托克斯信号光率调制方式，带宽对泵浦光能量抽取效率和斯托克斯光脉冲波形的影响。     

色散位移光纤中拉曼散射与参量放大增益谱

由斯托克斯波和反斯托克斯波所满足的耦合微分方程,考虑泵浦波是线偏振光,其偏振方向沿x轴,推导出了同偏振方向受激拉曼散射和参量放大同时作用下,斯托克斯波和反斯托克斯波的增益谱.引入平行拉曼散射增益系数的洛伦兹模型,研究了色散位移光纤中斯托克斯波和反斯托克斯波的增益谱随相关参数的变化关系.结果表明,斯托克斯波与反斯托克斯波...