被三个耦合场驱动的四能级原子的电磁感应透明

研究了被三个耦合场驱动的四能级原子系统的自发辐射，通过计算自发辐射场对应的原子极化率，发现在某些特定参数下系统具有电磁感应透明的特性，同时发现电磁感应透明效应产生时，驱动场强度与自发辐射场处于相同量级. 关键词： 电磁感应透明 自发辐射 量子干涉     

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.     

自发产生相干对Y型四能级原子系统探测吸收的影响

在与三个场相互作用的Y型四能级原子系统中,利用密度矩阵方程计算了介质对探测场的吸收,分析了自发产生相干对探测吸收的影响.结果发现:随着自发产生相干的影响,在共振中心处,探测吸收表现出不同的现象.当自发产生相干对探测吸收产生相消干涉时,随着自发产生相干的增强,在共振中心处削弱吸收,出现增益.当自发产生相干对探测吸收产生相长干涉时,随着自发产生相干的增强,在共振中心处出现吸收增强,也即出现电磁诱导吸收(electromagnetically induced absorption,简称EIA),在共振两侧的双电磁感应透明强度(electromagnetically induced transparency,简称EIT)增强,窗口变宽.同时,在能级| 3〉→| 2〉与| 4〉→| 2〉的自发衰减速率比值不变下,当能级|3〉→|2〉与|4〉→|2〉的自发衰减速率减小时,在共振中心处,吸收线宽变窄,共振两侧的透明窗口变宽.     

Y型四能级中的双电磁感应透明和超窄吸收

采用密度矩阵方程．对双光场耦合的分子Y型四能级系统的粒子数分布和吸收特性进行了计算和分析,在此能级系统中得到了双暗态共振和双电磁感应透明．并讨论了相应的物理机制。同时,我们讨论了Y型四能级两个上能级的自发辐射产生的量子干涉效应对电磁感应透明的影响,发现自发辐射干涉相消可以产生超窄线宽和导致探测光的吸收增强,自发辐射干涉相长可以展宽谱线和减弱探测光的吸收,并运用缀饰态理论对以上计算结果进行分析,与采用密度矩阵方程的计算结果一致。     

准A型四能级原子系统中的烧孔和光学双稳现象

研究了准A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．     

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.     

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.     

倒Y型四能级系统中自发辐射诱导相干对弱探测场的色散和吸收特性的影响

本文研究了倒Y型四能级系统中自发辐射诱导相干对探测场的色散和吸收特性的影响。在稳态条件下利用密度矩阵微扰理论推导出了密度矩阵的迭代解。数值分析了自发辐射诱导相干对线性和非线性折射率和吸收系数的影响,分析了泵浦场和耦合场偏离双光子共振对弱探测场色散和吸收特性的影响。研究发现自发辐射诱导相干使弱探测光的线性和非线性折射率增强,同时形成一个较宽的透明窗。在没有自发辐射诱导相干的情况下,泵浦场和耦合场偏离双光子共振对探测场的线性和非线性折射率影响明显,在有自发辐射诱导相干的情况下,泵浦场和耦合场偏离双光子共振使得探测场的线性透明窗变窄,非线性吸收增加。     

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.     

四能级原子系统中的电磁诱导吸收

以三个电偶极跃迁(中间跃迁作为探测跃迁、两边分别是耦合跃迁和控制跃迁)构成N型四能级系统为例，研究介质对探测光的吸收.揭示了在N型四能级系统中，既可产生电磁诱导吸收又可产生电磁诱导透明.这不仅取决于非相干转移率的大小，而且还取决于耦合场、控制场的强度和第四个简并能级的衰减速率大小. 关键词： 电磁诱导吸收 电磁诱导透明 原子相干的自发转移 能级的衰减速率     

The electromagnetically induced transparency in the Y-type four-level atom system at low light levels

Quantum interference and atomic coherence have led to the observation of many striking phenomena in the multilevel atoms. The notable examples include electromag-netically induced transparency (EIT)[1], coherent population trapping (CPT)[2], lasing without inversion[3], spontaneous emission spectrum[4], etc. Recently, it was found that one could obtain the enhancement of Kerr nonlinearities by electromagnetically induced transparency and cold atom technology, such as the scheme of a giant K…     

Electromagnetically induced transparency based six-wave mixing in a Doppler-broadened folded four-level system

We study phase-conjugate six-wave mixing spectroscopy based on electromagnetically-induced-transparency in a Doppler-broadened folded four-level system.It is found that the six-wave mixing spectrum can be either Doppler-free or very broad,depending on whether the interference between the polarisations of atoms with different velocities is constructive or destructive.To obtain the Doppler-free six-wave mixing spectrum in the folded four-level system,the conditions are more stringent in comparison with those in the cascade and N-type four-level systems.This polarisation interference can be controlled in the presence of a strong coupling field.     

自发产生相干对探测场的色散和吸收影响

在Y形四能级原子系统中,分析了自发产生相干对探测场的色散和吸收影响. 结果发现,随着自发产生相干的增强,系统呈现的电磁感应透明窗口逐渐变窄,并在共振处出现反常色散,吸收从负值变为正值. 同时,当抽运场和耦合场的相对强度不同时,共振处附近吸收为零或出现增益,而两场强相等或接近时,系统对探测场表现为吸收. 关键词： 非线性光学 电磁感应透明 自发产生相干     

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.     

Absorption and dispersion control in a five-level M-type atomic system

We investigate the steady optical response of a coherently driven five-level M-type atomic system in three different situations.When all three coupling fields have the same zero detuning,we just find one deep transparency window accompanied by a steep normal dispersion in the probe absorption and dispersion spectra.When two coupling fields are detuned from the relevant transitions to the same extent,however,a second deep transparency window may be observed in the presence of a narrow absorption line of linewidth ～50 kHz.In this case,two single-photon far-detuned transitions can be replaced by a two-photon resonant transition,so the five-level M system in fact reduces into a four-level quasi-Λ system.Finally,we note that no deep transparency windows and no narrow absorption lines can be found when all three coupling fields have unequal detunings.     

Enhancement of four-wave mixing process in a four-level double semiconductor quantum well

The time-dependent four-wave mixing（FWM） is analyzed in a four-level double semiconductor quantum well. The results show that both the amplitude and the conversion efficiency of the FWM field are enhanced with increasing the strength of two-photon Rabi frequency. Interestingly, when the one-photon detuning becomes stronger the control field corresponding to the maximum efficiency increases. Such a controlled enhanced FWM may be used to generate coherent short-wave length radiation, and it can have potential applications in quantum control and communications.