利用极化拍频光谱术研究光子回波

利用相位共轭极化拍频光谱术对Ｖ型三能级系统中的光子回波进行了研究,当抽运光束为宽带线宽且相对时间延迟〉０时,单光子四波混频对应于三脉冲受激光子回波。抽运光束为宽带线宽且相对时间延心〈０的情形与抽运光束为窄带线宽的情形类似,这种技术在测量激发态之间的能级分裂时,可得到消除多谱勒增宽的测量精度。     

考虑自发辐射后原子在激光衰波场中的传输

本文考虑了自发辐射对原子波函数的影响，得到了激光衰波作用下含自发辐射的原子波函数传输解。在此基础上我们数值计算了基态和激发态原子的波场结构，发现在负失谐情形，当Ｒａｂｉ频率较大和光子反冲大于一阶失谐能时，原子会被束缚在靶面附近。     

量子微腔中腔场衰变对运动原子自发辐射的影响

通过分析环形微腔中单模量子电磁场与低速运动二能级原子相互作用过程中光子与原子质心的动量交换效应，本文详细研究了原子质心的运动多谱勒效应及光子反冲对原子能级自发辐射寿命的影响，本文理论证明了这效应起因子腔壁引起腔模的衰变，在一定条件下，原子质心运动将增强或低原子的自发辐射。     

基于布洛赫方程的多色信标回波光子数数值仿真

信标技术历经了自然信标、瑞利信标、钠信标以及信标阵列的发展过程仍无法实现真正意义上的全天空覆盖,而多色信标是大口径地基自适应望远镜实现100%天空覆盖率的有效手段之一.但是现有的多色信标的仿真模型都存在着一定的不足,特别是对一级激发中间层钠原子形成多色信标的仿真模型无法准确计算出多色信标的回波光子数.本文提出了基于布洛赫方程的仿真模型,对一级激发中间层钠原子形成多色信标回波光子数进行数值仿真,充分考虑多普勒展宽、进出作用场、碰撞以及反冲作用的影响,并采用回光效率描述回波光子数的多少.仿真结果表明,存在最优的激光器线宽使得回光效率达到最大,若采用功率密度为10 W/m~2的激光器激发中间钠层,最优线宽为18 MHz,最大330 nm回光效率为0.907 Photons/[s·sr·atom·(W/m~2)].     

UMSCTS中光子回波的研究

对级联三能级系统超快调制光谱学(UMSCTS)中的光子回波进行了研究.当宽带线宽且相对时延τ>0时单光子和双光子四波混频分别对应于三脉冲受激光子回波与和频三能级光子回波.宽带τ＜0时与窄带情形类似. 关键词：     

宏-微脉冲激光激发钠信标回波光子数的数值计算与探讨

当采用低功率的宏-微脉冲激光激发钠信标时, 尽管激光传输和钠信标光斑大小受到大气湍流影响, 但是钠信标具有回波光子数无起伏且激发品质因数高的优点. 除此之外, 宏-微脉冲激光激发钠信标还与激光的宏脉冲线型有关. 对于高斯线型的宏脉冲, 增大微脉冲的宽度有利于提高激发钠信标的品质因数和激发态概率. 为了获得更多的钠信标回波光子和较小的钠信标半径, 增大激光功率的同时要考虑良好的光束质量、适当的激光发射口径以及光谱宽度等影响因素. 因此, 优选宏-微脉冲激光的参数、发射口径、发射方式等对于激发优良特性的钠信标有着重要的现实意义.     

驱动场对光子晶体中原子自发辐射的影响

文章讨论了在驱动场作用下, 三能级原子在光子晶体中的自发辐射问题.由于量子干涉和光的局域化作用,两个上能级中的布居数将具有周期振荡或准周期振荡的性质,这不仅与两个上能级与禁带的相对位置有关,同时也与原子的初始状态有关.驱动场的强度和入射位相也能控制光子晶体中三能级原子的自发辐射.     

单镜面附近激发态极化原子的自发辐射

利用格林函数和费米黄金定律,我们计算了单镜面附近的激发态极化原子的自发辐射率。结果表明：原子的自发辐射与原子的极化偶极距取向有关,并且随着原子与镜面间距的增大,辐射率呈现正弦形式的振荡。当偶极距取向与镜面方向平行时,自发辐射的正弦式振荡最为激烈。但是随着极化方向与镜面方向夹角的增大,自发辐射的振荡越来越弱。当偶极距取向与镜面垂直时,振荡几乎消失。利用光子的闭合轨道理论,我们可以发现激发态原子偶极距取向影响辐射光子数的多少,从而可以改变原子的自发辐射率。     

双光子共振激发钠原子六波混频过程

双光子激发钠原子所产生的级联受激辐射光子与入射激光双光子可产生光波混频。实验共观测到十一条六波混频与十条四波混频谱线。理论分析表明脉冲激光泵浦下的光波混频过程仍可用稳态近似计算混频光强。非线性极化系数X不仅与基态布居数也与激发态布居数有关。X的共振增强效应对获得强混频输出有重要作用。     

自发辐射诱导相干对开放的Ladder型系统无反转激光增益瞬态演化的影响

利用开放的Ladder型三能级原子系统密度矩阵运动方程的数值解,研究了在探测场和驱动场双共振条件下,自发辐射诱导相干（SGC） 对系统无反转激光（LWI）增益瞬态演化的影响以及注入速率比和退出速率对与SGC相关的增益的调制作用.研究结果表明：SGC强度的变化将使瞬态增益和最终的稳定增益发生显著的改变;存在非相干抽运时,LWI增益随注入速率比和退出速率的减小而增大,而不存在非相干抽运时的情况与此正好相反;通过选取适当的SGC强度、注入速率比和退出速率可得到最大的LWI增益的瞬态值和最终的稳定值. 关键词： 开放系统 自发辐射诱导相干 瞬态演化 无反转增益     

单镜面附近激发态极化原子的自发辐射简

利用格林函数和费米黄金定律,我们计算了单镜面附近的激发态极化原子的自发辐射率.结果表明:原子的自发辐射与原子的极化偶极距取向有关,并且随着原子与镜面间距的增大,辐射率呈现正弦形式的振荡.当偶极距取向与镜面方向平行时,自发辐射的正弦式振荡最为激烈.但是随着极化方向与镜面方向夹角的增大,自发辐射的振荡越来越弱.当偶极距取向与镜面垂直时,振荡几乎消失.利用光子的闭合轨道理论,我们可以发现激发态原子偶极距取向影响辐射光子数的多少,从而可以改变原子的自发辐射率.     

光抽运双光子激光朗之万量子理论

本文采用朗之万量子理论获得光抽运双光子激光具有双光子损耗时的朗之万方程,进一步获得稳态平均光子数、频率牵引、线宽和动态斯塔克效应,对激光增益来源的分析表明,非相干抽运仅有单双光子两步过程有贡献,而相干抽运,除上述过程外还有单双光子一步过程有贡献,而且,上述两个过程都受到负反馈和饱和因子的制约,线宽与稳态平均光子数无关。 关键词：     

抽运统计对多级联双光子关联自发辐射激光器噪声的影响(Ⅰ)

原子的相干性可导致双光子关联自发辐射激光场的压缩效应,本文利用线性理论证明抽运噪声的抑制可进一步降低光场的噪声。 关键词：     

脉冲储能型重复频率Yb:YAG片状激光放大器ASE效应研究

探讨了脉冲储能型重复频率片状Yb:YAG激光放大器抽运过程中的自发辐射放大（ASE）效应和能量提取过程.在Yb³⁺离子抽运动力学的基础上,建立了抽运过程中的自发辐射放大模型,计算了Yb:YAG晶体中三维含时储能密度分布和全片可提取能量.讨论了不同介质尺寸、掺杂浓度及厚度、介质温度参数下,自发辐射放大对储能的影响.给出了较为优化的设计,将有助于基于Yb激光材料的大能量二极管抽运的固体激光器设计. 关键词： 脉冲储能 Yb:YAG激光放大器 自发辐射放大（ASE）     

原子在两个平行镜面间两层电介质板中的自发辐射率

利用光子的闭合轨道理论,我们研究了原子在两个平行镜面间两层电介质板（折射率分别为n1,n2）中的自发辐射率. 自发辐射率呈现出多周期的振荡结构。自发辐射率的傅立叶变换中的每一个峰和光子从原子出发到返回原子的一条闭合轨道相对应。结果表明自发辐射率和两层电介质的宽度和折射率有关。和只有一层电介质的辐射率比较,当两层电介质的折射率n1 和 n2 差别很小时, 两层电介质之间分界面的反射效应可以忽略;但是当二者的差别很大时,发射效应变得非常重要且自发辐射率中的振荡减弱。本文的结果为原子在不同电介质间的自发辐射率的研究提供了新的理解。     

低频强场作用下三维光子晶体中二能级原子的自发辐射性质

研究了处于三维光子晶体中，且在强相干的低频场的驱动下的单个二能级原子的自发辐射性质.由于低频场的影响，使得原子产生了在跃迁过程中吸收或发射一个低频光子的衰减渠道.这些跃迁导致了自发辐射的量子干涉，再加上光子晶体能带带边的作用，自发辐射被显著抑制.原子的布居俘获依赖于原子上能级与能带带边的相对位置，低频场的频率和原子不同跃迁通道间的相对跃迁强度. 关键词： 光子晶体 二能级原子 自发辐射     

Na-Na碰撞引起的钠共振荧光线型变异

在钠原子气体中,观察到了由激光诱导的光抽运和Na－Na碰撞效应引起的钠原子共振荧光的线型变化。运用计及“速度改变碰撞”效应的速率方程计算和讨论了共振荧光的线型变窄现象。     

SG-Ⅲ原型装置数十nm宽带数kJ输出能力评估

利用现有窄带激光传输模拟软件SG99和宽带激光传输模拟软件CPAP,以及自编的一维光脉冲传输放大的逆算程序,评估了原型装置在主放基本结构不动的情况下激光脉冲由窄带改为宽带,实现数十nm宽带条件数kJ的输出能力。宽带下增益窄化效应显现,对光谱增益窄化补偿也进行了研究。结果表明,为了补偿增益窄化效应,在3J主放注入能量下通过对光谱整形可满足系统2000~3000J的输出,但损失约40%的注入能量。考虑到这一因素,预放级至少要有5J的输出能力。研究结果指导了数十nm宽带倍频激光驱动实验系统研制实施方案。     

基于波长330nm激光激发多色激光导星回波光子数的数值计算与探讨

采用无模激光器发射波长为330 nm的激光激发多色激光导星,需要考虑脉冲激光重频率、激光带宽、激光初始光斑直径以及大气透过率对回波光子数的影响.通过数值模拟,计算了高斯光束的脉冲激光和连续激光激发多色激光导星在实际大气中后向辐射330 nm和2207 nm波长的回波光子数.数值计算结果表明,在垂直发射和接收的情况下,当到达大气中间层的激光能量为1 W时,连续激光能够获得更多的回波光子数,并且回波光子数几乎无起伏.对于脉冲激光,提高脉冲激光重频率达到50 kHz以上时,多色激光导星330 nm的回波光子数随脉冲重频率的增加趋于有限值;当大气能见度小于5 km且大气相干长度为12.8 cm时,大约需要34 W以上的激光发射能量,才能获得满足使用自然星全倾斜探测的330 nm回波光子数.对于连续激光,相同情况下,大约需要20 W以上的激光发射能量.     

光子晶体在半导体激光器中的应用

激光的发明，将人类带入光通信、光存储、光显示的高科技文明中，随着高科技的不断发展、进步和应用范围的不断扩大，对激光的要求更高，例如低阈值、高效率、高亮度、高速、小体积、好的模式特性等，这些要求在现有的传统激光器理论及技术中是难以达到的。但是当人们将光子晶体的理论与现有激光物理和技术相结合时，则有望突破传统激光器的性能瓶颈。例如，提高自发辐射速率，同时获得更高的自发辐射向受激辐射的耦合效率，实现激光器的无阈值工作；利用光子晶体对光子态的调制作用，可以获得比传统激光器大几个数量级的光学腔品质因子，大幅度提高激光的亮度、单色性；结合光子晶体微腔及其显著增加的光学腔品质因子，可以提高激光器的调制速率等，因此，人们预期光子晶体科学与技术将成为未来光电子领域发展的核心之一。文章介绍了光子晶体在半导体激光器中的应用，指出光子晶体科学技术引入发展了几十年的半导体激光器中，使半导体激光器展现出更加优异的性能。最后文章作者展望了光子晶体激光器的未来发展和应用的方向。