级联准Λ-型四能级系统电磁诱导透明特性

双场作用下的Λ-型三能级系统是研究电磁诱导透明(EIT)的基本模型,在此基础上,引入强微波驱动场作用于该系统的激发态能级与另一激发态能级间,就构成了三场作用下的级联准Λ-型四能级系统.通过求解系统的密度矩阵方程,分别研究了耦合场和微波驱动场对系统吸收特性的影响.在耦合场和微波驱动场共同作用下,系统的探测吸收谱呈现为Autler-Townes双峰与EIT的叠加,可以用缀饰态理论对此做出合理解释.研究结果表明,Autler-Townes双吸收峰来自于强微波场与系统的相互作用,EIT来源于耦合场与系统的量子相干相互作用.     

铯原子气室中简并二能级系统的电磁诱导吸收

对于铯原子6^2S1/2(F=4)-6^2P3/2(F’=5)简并二能级系统，在一束较强的耦合光作用下，借助于弱探测光的吸收光谱观察到了电磁诱导吸收现象(EIA)；同时在F=4-F’=3及F=4-F’=4跃迁频率附近观测到了Ⅴ型三能级结构中的电磁诱导透明(EIT)。实验中还研究了耦合光场的强度和失谐对电磁诱导吸收的影响。对该系统中Zeeman子能级间的光抽运作用以及多个简并的二能级系统间相干作用的分析表明：由于光抽运作用的强度影响，Zeeman子能级上的布居数以及参与耦合的二能级的原子数，Zeeman子能级间的相干时间发生了变化，从而影响了电磁诱导吸收的增强峰的线宽以及吸收的强度。     

双窗口电磁诱导透明的相干瞬态研究

通过求解准A-型四能级系统的含时密度矩阵方程,研究了系统从单窗口电磁诱导透明(EIT)向双窗口EIT转换的相干瞬态过程.该过程表现为一种量子拍频形式,并利用缀饰态理论很好地解释了量子拍频的规律,指出这种量子拍频效应源于射频驱动场所引起劈裂能级间的量子相干.结果表明:当探测场与相应的裸态跃迁能级共振作用时,拍频频率等于射频驱动场Rabi频率的二分之一;当探测场与强射频驱动场和原子系统相互作用所产生的缀饰态跃迁能级共振时,拍频频率等于射频驱动场的Rabi频率.     

铯原子∧型塞曼子能级结构中的电磁诱导透明

采用左旋和右旋圆偏振光分别作为探测光和耦合光,作用于铯原子62S1/2F=3-62P3/2F′=2简并二能级系统,借助探测光的吸收光谱观察到了由简并二能级中A型塞曼子能级结构导致的电磁诱导透明(EIT)现象.同时研究了不同耦合光的强度和失谐对电磁诱导透明的影响.由于在多普勒展宽背景下圆偏振光对塞曼子能级间的光抽运,从而不同塞曼子能级上布居出现明显的差异,电磁诱导透明的作用程度有所不同.而且对于在扫描探测光频率时由于存在速度选择机制使探测光通过铯气室后的吸收谱线发生的畸变作了定性分析.     

准^型四能级原子系统中的多重电磁诱导光透明

运用密度矩阵方程,研究了在外加相干耦合场作用下呈现可调谐多透明窗口的准 型四能级系统。数值计算结果表明：通过调节外加相干耦合光场的拉比频率强度,该系统可以三重、双重、单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;在三重电磁诱导透明中,透明窗口的位置和吸收峰值可以通过调节外加相干耦合场的失谐量来进行控制。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能实现超光速传播。     

铯原子A型塞曼子能级结构中的电磁诱导透明

采用左旋和右旋圆偏振光分别作为探测光和耦合光，作用于铯原子6^2S12F=3-6^2P32F’=2简并二能级系统，借助探测光的吸收光谱观察到了由简并二能级中A型塞曼子能级结构导致的电磁诱导透明(EIT)现象。同时研究了不同耦合光的强度和失谐对电磁诱导透明的影响。由于在多普勒展宽背景下圆偏振光对塞曼子能级间的光抽运，从而不同塞曼子能级上布居出现明显的差异，电磁诱导透明的作用程度有所不同。而且对于在扫描探测光频率时由于存在速度选择机制使探测光通过铯气室后的吸收谱线发生的畸变作了定性分析。     

铯原子Λ型塞曼子能级结构中的电磁诱导透明

采用左旋和右旋圆偏振光分别作为探测光和耦合光,作用于铯原子62S1/2F=3 62P3/2F′=2简并二能级 系统,借助探测光的吸收光谱观察到了由简并二能级中Λ型塞曼子能级结构导致的电磁诱导透明(EIT)现象。同 时研究了不同耦合光的强度和失谐对电磁诱导透明的影响。由于在多普勒展宽背景下圆偏振光对塞曼子能级间 的光抽运,从而不同塞曼子能级上布居出现明显的差异,电磁诱导透明的作用程度有所不同。而且对于在扫描探 测光频率时由于存在速度选择机制使探测光通过铯气室后的吸收谱线发生的畸变作了定性分析。     

级联双缀饰四波混频缀饰相互作用的相干控制

主要研究了级联双缀饰四波混频两级缀饰场间的缀饰相互作用。首先,用缀饰态的方法分析了缀饰能级与缀饰场的关系;接着,通过单缀饰和双缀饰四波混频信号的对比,基于扫描探测场失谐的方法研究了缀饰场的数量与缀饰相互作用的关系;最后,阐明两级缀饰场的功率对缀饰相互作用的影响。研究结果表明,通过控制缀饰场的数量和功率可以实现对缀饰相互作用的相干控制。     

塞曼能级电磁诱导透明暗态的演化

利用数值方法研究了超精细能级分裂的原子系统中电磁诱导透明暗态随时间的演化和驻波光场中稳态布居的空间相关性。考虑圆偏振和线偏振两种极化方案 ,并且将组合后的结果与简单三能级情况相比较。分析结果表明,圆偏极化方式下暗态的布居分布比线偏极化方式下更接近简单三能级的分析结果,而且圆偏极化方式下的局域化分辨率更好。演化的过程还说明,系统达到稳态需要足够长的相互作用时间。     

双耦合场作用下的电磁诱导透明和吸收

研究了双耦合场作用下的Λ型三能级原子系统中的电磁诱导透明和电磁诱导吸收特性.数值求解相应的密度矩阵方程,给出了探测吸收曲线随耦合场参数的变化规律.通过改变耦合场的Rabi频率和频率失谐量,实现了电磁诱导吸收的频率调谐和电磁诱导透明的透明深度控制.     

Mollow谱线与电磁诱导透明和吸收的叠加

对双耦合场作用下的Λ型三能级系统的透明和吸收特性进行了理论研究。在二能级系统中,强耦合场和探测场同时作用于激发态能级和基态能级之间,探测吸收曲线上出现Mollow谱线。在激发态能级和基态的另一精细结构能级之间引入另一个耦合场,构成Λ型三能级系统。在这个双耦合Λ型三能级系统中,出现了一些新的量子相干现象。结果表明,探测吸收谱线中不仅有Mollow现象,还出现了电磁诱导透明(EIT)和电磁诱导吸收(EIA)。分析了EIT和EIA的位置随双耦合场参数的变化规律,并用缀饰态理论做出了解释。     

基于石墨烯超材料的可调谐电磁诱导透明

提出了一种基于石墨烯超材料的可调谐电磁诱导 透明(EIT)结构,该结构是由长条-半圆环形状的石墨烯层和 介质基底组成。通过频域有限差分法研究了该结构的特性,研究结果表明,由于石墨烯条和 石墨烯半圆环之间发生相互 作用,产生较弱的杂化,从而可以观察到EIT透明窗口。更重要的是,通过控制门电压,改 变石墨烯的费米能级,可以 在较宽的频率范围内实现透明窗口的动态调谐。通过调节石墨烯的费米能级,在透射峰附近 群延迟接近0.4ps。同时还研 究了石墨烯条和半圆环间的距离、圆环的半径、方位角等几何参数对EIT效应的影响,这些 因素的改变对EIT 效应产生 了不同的影响。本文设计的超材料结构可应用于调制器和慢光器件等,对光开关、光存储等 新型器件的设计有重要的指导意义。     

电磁诱导透明中探测光量子噪声的研究

首先研究了处在热平衡条件下的A型三能级原子与环境(热辐射场)的涨落耗散,利用马尔科夫近似下的系统 - 源相互作用理论精确推导出A型三能级原子衰减态密度矩阵元的演化方程组.在此基础上进一步研究了热平衡稳定态.最后利用全量子理论对光场失谐时电磁诱导透明中探测光的量子噪声进行了研究.结果表明量子噪声主要来源于激发态的原子态密度以及驱动光的失谐量,因此在冷原子系统中实现EIT并且减少驱动光的失谐量将是控制量子噪声的关键.     

Investigation on electromagnetically induced transparency and slowdown of group velocity in an Eu3+:Y2Si05 crystal

Electromagnetically induced transparency (EIT) and slowdown of group velocity (SGV) in Eu3+: Y2SiO5 were investigated by using density matrix equations of the interaction between light and matter and their numerical solutions. The relationship of the probe transmission with different probe detuning and coupling Rabi frequency was obtained. The influence of inhomogeneous line width on electromagnetically induced transparency and slowdown of group velocity were analyzed. Such transparency was restrained when inhomogeneous line width increased. The center transmission did not homogeneously change with an increase in ion-doped concentration. There is an optimal concentration which can make the electromagnetically induced transparency significant. It is evident that the group velocity of the probe has a minimum value for a certain level of coupling field strength.     

基于电磁感应透明的弱光非线性研究进展

利用电磁感应透明实现弱光场条件下的强非线性效应,开辟了一个崭新的非线性光学研究领域-“弱光非线性光学”。主要介绍了基于电磁感应透明的Kerr非线性和四波混频效应。Kerr非线性在全光学开关、全光学逻辑运算和光量子逻辑门等方面有着潜在的应用价值。四波混频也具有非常广泛的应用,其中最重要的是把可调谐相干光源的频率范围扩展到红外和紫外。在简并情况下,四波混频对于自适应光学中的波前再现是很有用的。另外,在材料研究中共振四波混频技术是强有力的光谱分析工具。     

基于对称型齿波导和纳米盘的类EIT和慢光效应

设计了一种新型的基于金属表面等离子体激元（SPPs）的亚波长金属-绝缘体-金属（MIM）型类电磁诱导透明（EIT）系统,该系统由一个直波导及其两边对称的齿形腔和纳米盘耦合而成。利用耦合模式理论对结构进行分析,并通过时域有限差分方法（FDTD）进行数值模拟。当齿形腔和纳米盘的共振频率相近,可以获得类EIT效应,改变齿形腔的长度和纳米盘的半径可以调节透明窗的位置。该装置可以用作高性能的类EIT滤波器,透过率高达77.5%,半高宽低至35.5 nm,群指数高达65,为高度集成光网络提供了一种新的方法,可应用于波长选择器、超快开关、光存储等设备。