准Λ型四能级原子系统中的烧孔和光学双稳现象

研究了准Λ型四能级原子与两光场相互作用系统中的量子干涉效应.发现在弱探测场下系统驱动场拉比频率改变时,其色散曲线会呈现出烧孔现象,吸收增益曲线会出现全增益区以及宽而平坦的电磁感应透明窗口.另外,色散曲线随探测场拉比频率相位的演化会呈现出光学双稳态效应.     

Y型四能级原子系统对探测场的吸收和色散

运用数值模拟的方法计算了Y型四能级原子系统在弱场条件下对探测场的吸收和色散.结果发 现，通过调制能级间附加的外场强度，该系统呈现出电磁感应透明特性，出现增益区并伴有 较大负折射率的色散效应.同时还发现，当外加场的拉比频率相位发生改变时，系统对探测 光场的吸收和色散将随之变化. 关键词： 电磁感应透明 自发辐射 量子干涉     

Tripod-type四能级原子系统中的非线性效应

研究了Tripod-type四能级原子与三光场相互作用系统的量子干涉效应.结果显示在一定条件下当控制场的拉比频率改变时,探测场对应的介质色散曲线可以实现从反常色散到正常色散的转变,出现了开关效应.在一定参数条件下共振-近共振区域会出现电磁感应透明.     

四能级原子系统中的电磁感应透明及光开关现象

研究了闭合的Tripod-type四能级原子系统,使系统在三模光场相互作用下,利用量子干涉对其进行研究.结果显示在一定条件下,当改变控制场的拉比频率时,探测场对应的介质色散曲线可以实现从反常色散到正常色散的转变,出现了开关效应.并且在一定条件下共振-近共振区域会出现电磁感应透明.     

控制场对M型原子系统吸收色散性质的影响

运用数值模拟方法讨论了控制场的变化对M型五能级原子系统相对于探测场的吸收和色散等光学性质的影响.结果表明,改变控制场拉比频率时,系统的吸收和色散性质会发生规律性变化.在特定区域会呈现电磁感应透明窗口,其中透明窗口的数量与外加控制场数目成正比,而透明窗口宽度与拉比频率大小相关,拉比频率越大,透明窗口越平坦,当拉比频率减小,透明窗口变窄同时介质色散增强可获得慢光速光脉冲.     

控制场对M型原子系统吸收色散性质的影响

运用数值模拟方法讨论了控制场的变化对M型五能级原子系统相对于探测场的吸收和色散等光学性质的影响.结果表明,改变控制场拉比频率时,系统的吸收和色散性质会发生规律性变化.在特定区域会呈现电磁感应透明窗口,其中透明窗口的数量与外加控制场数目成正比,而透明窗口宽度与拉比频率大小相关,拉比频率越大,透明窗口越平坦,当拉比频率减小,透明窗口变窄同时介质色散增强可获得慢光速光脉冲.     

基于量子干涉效应的四能级原子系统中的vacuum-induced coherence效应

多能级系统中的vacuum-induced coherence(VIC)效应是一种重要的量子干涉效应，研究了VIC效应导致的系统电磁感应透明现象，并且改变了系统的吸收、增益和色散等性质，分析了在发生VIC效应时系统能级粒子数分布规律.另外，考虑复数拉比频率的相位变化时系统可呈现出光学双稳态效应.     

三能级三模量子系统中探测场的增益研究

研究了三能级原子与多模光场相互作用的量子系统，从系统的密度矩阵运动方程出发讨论了无粒子数反转探测场的增益条件，发现当驱动场拉比频率取5，探测场拉比频率取1，非相干抽运取3，驱动场失谐量取3时，系统可以在偏离共振的两端获得粒子数无反转而相应的探测场获得了增益，即实现了无粒子数反转激光，其在光通信方面具有重要的应用价值。     

准A型四能级原子系统在弱场中的增益及电磁感应透明

利用数值模拟的方法讨论了稳态下准型四能级原子与两光场相互作用系统对探测场的增益以及与粒子数布居规律之间的关系。结果表明即使在场较弱的情况下，随着探测场和它所对应能级间跃迁频率失谐量的变化，系统在所有拉比频率相位为零时对探测光总会同时呈现三个增益峰和两个固定的产生电磁感应透明（EIT）现象的位置，并且当系统呈现电磁感应透明的同时，探测场所对应的高能级粒子数为零；而拉比频率相位的变化则会导致系统对探测光既有吸收也有增益，并且也呈现电磁感应透明现象，但仅仅相位的变化并不影响高能级的粒子数分布。值得注意的是该结果均在精确求解下所得。     

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.     

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.     

四能级原子系统中电磁感应吸收的相位控制

在以三个电偶极跃迁构成简并N型四能级系统中,利用密度矩阵方程计算了介质对探测场的吸收,研究了激光场拉比相位对吸收的影响.结果表明:介质对探测场的吸收和放大取决于控制场和信号场的拉比相位,且吸收和放大随控制场、信号场的拉比相位改变而作周期性变化,周期为2π;而探测场的拉比相位变化对吸收没有影响.同时,控制场、信号场拉比相位对吸收的影响是相同的,而且拉比相位主要影响原子相干,对原子布居影响不大.     

A NONLINEAR ANALYTICAL AND NUMERICAL STUDY FOR AN OPEN SYSTEM WITH COHERENT OFF-RESONANCE FIELDS

An exact nonlinear analytical solution of an open V-type inversionless lasing system with two incoherent pump fields, off-resonant driving and probe fields is given. Through qualitative and quantitative comparison of the gain, dispersion and population differences of the linear and nonlinear cases, some conclusions concerning the Rabi frequencies of the driving and the probe fields are drawn and discussed in detail.     

准Λ型四能级原子系统在弱场中的增益及电磁感应透明

利用数值模拟的方法讨论了稳态下准型四能级原子与两光场相互作用系统对探测场的增益以及与粒子数布居规律之间的关系。结果表明即使在场较弱的情况下,随着探测场和它所对应能级间跃迁频率失谐量的变化,系统在所有拉比频率相位为零时对探测光总会同时呈现三个增益峰和两个固定的产生电磁感应透明(EIT)现象的位置,并且当系统呈现电磁感应透明的同时,探测场所对应的高能级粒子数为零;而拉比频率相位的变化则会导致系统对探测光既有吸收也有增益,并且也呈现电磁感应透明现象,但仅仅相位的变化并不影响高能级的粒子数分布。值得注意的是该结果均在精确求解下所得。     

∧型四能级系统中的多重电磁诱导光透明研究

运用密度矩阵理论,研究了在外加相干耦合场作用下∧型四能级系统的吸收和色散特性。数值模拟表明：通过调节外加相干场的拉比频率强度,该系统可以单重、双重电磁诱导光透明现象,并在缀饰态表象中给出了定性解释。在双重电磁诱导透明现象中,透明窗的位置和吸收峰值可以通过调节外加相干场的失谐量来进行控制,而且透明点的位置可以连续变化。每个透明窗口在吸收最低时都伴随着高折射率,因此可以在此介质中实现超光速传播。     

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     

循环跃迁的Δ 型三能级系统中的无反转激光

研究了在引入非相干抽运的情况下,循环跃迁的Δ型共振三能级系统中产生的无反转激光.利用主方程的方法, 导出了缀饰态中强相干场极限下布居数项和相干项的稳态近似解析解以及产生无反转激光所需要满足的条件;并利用数值模拟的方法讨论了布居数分布、 系统增益对探测场和相干场拉比频率的依赖性以及随时间的演化规律. 结果表明:无论各个参量取何值,共振Δ型三能级系统总是处于无粒子数反转的状态; 只要探测场或相干场之中有一个为强场,便可产生无反转激光; 当其中任意一个场远强于另一个场时,系统的无反转增益将不再依赖于任何一个场的拉比频率.     

Controllable amplification and absorption properties in coupled-double-quantum-wells with tunneling-induced interference

We investigate optical amplification and absorption properties under a closed-loop double-Λ configuration in an asymmetric semiconductor coupled-double-quantum-well (CDQW) nanostructure based on interband transitions (IBTs). In the proposed CDQW scheme, the amplification, absorption or zero-absorption (transparency) of the probe field and the signal field can be realized with realistic experimental parameters by appropriately adjusting the relative phase, the two pump Rabi energies, the probe detuning, and the Fano-interference strength, respectively. Such a semiconductor system is much more practical than its atomic counterpart because of its flexible design and the wide adjustable parameters.