单光子和双光子电磁诱导透明谱的相干调制

采用一束相干外场作用在倒Y模型原子的基态与另外状态构成的跃迁上,实现对单光子和双光子电磁诱导透明谱的调制.经研究发现相干外场对单光子和双光子的吸收性质有类似的影响效果.由于相干外场的作用,吸收谱的共振点附近出现吸收峰将原单重透明谱分裂为双重透明谱.诱导的吸收峰的高度和透明谱的频谱宽度与相干外场的强度有密切关系.并用缀饰态理论解释了这些物理现象.这些研究对多通道光通信以及对原子光学性质的调控方面有积极意义.     

空场诱导相干性对倒转Y型四能级原子系统中单光子和双光子吸收性质的影响

当倒转Y-型四能级原子的两基态能级邻近简并时,连接基态的两个跃迁路径与同一个真空场辐射场相互作用导致的量子干涉效应便产生了空场诱导相干性.空场诱导相干性能使倒转Y-型四能级原子在共振点的单光子和双光子电磁诱导透明现象减弱,而在其他失谐量处产生单光子增益现象。同时,外加相干光场的相对相位对原子的吸收性质有重要的影响.     

光场驱动下退化的级联三能级原子中的量子相干效应

研究了退化的级联三能级原子在施加静磁场后的量子相干效应,系统既可出现单光子电磁诱导透明,也可出现双光子电磁诱导透明以及双光子电磁诱导吸收,这取决于两个驱动场的拉比频率和塞曼分裂的相干性。 Quantum coherence effects in degenerate cascade three-level atom subject to magnetic field are investigated. One-photon EIT, two-photon EIT and two-photon EIA are obtained, due to the coherence between the drive Rabi frequency and Zeeman splitting.     

多窗口可调谐电磁诱导透明研究

当两束激光以Λ-构型作用于三能级原子系统并满足双光子共振条件时，探测激光场吸收谱呈现电磁诱导透明(EIT)特征.若再加一个微波控制场作用于该三能级系统的两个低能级跃迁之间，会导致探测吸收特性明显变化，EIT窗口将发生劈裂.通过求解相应的密度矩阵方程，揭示了外加微波场作用下EIT窗口的变化规律，并给出了相应的缀饰态解释.研究结果表明，在适当的条件下, 电磁诱导透明呈现三重结构，而EIT窗口的频率位置取决于微波控制场的拉比频率及频率失谐量.因此通过改变微波控制场的参数可以实现多EIT窗口的频率调谐. 关键词： 电磁诱导透明 量子相干 频率调谐 多窗口EIT     

压缩真空中的电磁诱导透明

从主方程出发,通过解析求解密度矩阵非对角元,研究了压缩真空中Λ型三能级原子的电磁诱导透明现象(EIT).研究结果表明:EIT显著地依赖于相干光场的相位、压缩真空的压缩强度和压缩相位.Λ型三能级原子不但有电磁诱导透明和慢光速现象,而且还会表现出对探测光的增益、快光速和反向光速效应;且Λ型三能级原子对探测光场的吸收和增益与探测光强度有关,这与普通真空中不同. 关键词： 压缩真空 电磁诱导透明 增益     

光学-射频场双驱动原子系统中的透明与吸收特性的调控

光与物质的相互作用可以产生许多奇特的量子光学现象,电磁诱导透明和电磁诱导吸收是其中最典型的现象.本文在通常的Λ型三能级系统中引入射频场作用于激发态的精细结构能级之间,组成光学-射频双驱动场共同激发原子的相干跃迁,使系统的吸收特性出现电磁诱导透明和电磁诱导吸收两种量子相干效应.通过讨论双驱动场开启后直到系统达到稳定的量子相干过程,分析电磁诱导透明和电磁诱导吸收随时间的产生和转化,得到两种量子相干现象之间的关联性及对其进行量子调控的方法.     

开放简并二能级原子系统F_g=2F_e=1跃迁中的量子相干效应

文章分析了满足Fg=2Fe=1跃迁的开放简并二能级原子系统在磁场作用下的量子相干效应。该模型中,驱动场的偏振方向平行于磁场方向且与探针光偏振方向相互垂直。由于驱动场和塞曼分裂对原子的耦合作用,在不同驱动场拉比频率作用下将会分别出现电磁诱导透明(EIT)和电磁诱导吸收(EIA)效应,同时伴随相应的正常色散和反常色散。通过控制驱动场强度可以有效控制系统的量子相干效应,同时实现光速调控。     

微波场对电磁诱导透明谱的局域调制

当用两个微波场作用到Λ型三能级原子的耦合跃迁的基态与另两个超精细能态构成的跃迁时,由微波场诱导产生的两个高对比度共振吸收线将单重电磁诱导透明谱分裂成三个透明窗口。通过调节微波场的强度或失谐量,可实现对原子透明谱进行局域调制。采用缀饰态理论对展示的物理现象进行了解释。这些研究对多通道光通信和原子的可控调制等方面有一定的作用。     

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     

电磁感应双光子光透明有共振吸收增强

研究了相干场控制下的电磁感应双光子光透明。讨论了外加相干场对双光子吸收特性的影响,分析了电磁感应双光子光透明及共振吸收增强的物理机制。应用密度矩阵方法推导出相干场作用下双光子吸收上能粒子数的二阶近似表达式,同时利用微扰法在原子缀饰态表象中推导出双光子跃迁速率的解析表达式。并讨论了系统中多普勒效应的影响。     

Local Control of Two-Photon Absorption in a Six-Level Atomic System by Using a Coherent Perturbation Field

If a coherent perturbation field is used to couple the excited level of thecoupling transition in the five-level K-type atom with another higher excitedlevel, the two-photon electromagnetically induced transparency can belocally modulated by altering the parameters of the additional perturbationfield. With different detunings of the coherent perturbation field, theabsorption peak or transparency window with sharp and high-contrast spectral feature can be generated in the two-photon absorption spectrum. The physical interpretation of these phenomena is given in terms of the dressed states.     

Manipulation of multiple electromagnetically induced two-photon transparency in a six-level atomic system

In the five-level K-type atomic system, by using another control field to couple the excited level of the coupling transition to the sixth higher excited level, a six-level atomic system is constructed. In this system, the multiple electromagnetically induced two-photon transparency has been investigated. What is more, if choosing the parameters of the control fields properly the triple transparency window will reduce to a double one which means that the multiple electromagnetically induced two-photon transparency can be manipulated in this system. The physical interpretation of these phenomena is given in terms of the dressed states and the dark states.     

电磁感应双光子光透明及共振吸收增强

研究了相干场控制下的电磁感应双光子光透明。讨论了外加相干场对双光子吸收特性的影响 ,分析了电磁感应双光子光透明及共振吸收增强的物理机制。应用密度矩阵方法推导出相干场作用下双光子吸收上能级粒子数的二阶近似表达式 ,同时利用微扰法在原子缀饰态表象中推导出双光子跃迁速率的解析表达式。并讨论了系统中多普勒效应的影响。     

电磁感应透明介质中非线性法拉第偏转

利用多重尺度法,解析地研究了V型五能级超冷原子电磁感应透明介质中弱的线偏振探测光的传播特性. 结果表明,仅考虑系统的线性效应,随着耦合光强度的增加,介质对探测光的吸收迅速减少,而探测光的传播速度逐渐增加,但比真空中的光速要低若干个数量级. 同时发现,在相同的外加磁场下探测光的非线性法拉第偏转方向与线性法拉第偏转相反,且偏转角更大. 这说明电磁感应透明介质中探测光的法拉第偏转主要是由系统的非线性效应调控. 关键词： 电磁感应透明 非线性法拉第偏转     

光学-射频双光子耦合作用下的电磁诱导透明和电磁诱导吸收

在通常的Λ型三能级系统中,光学耦合场和探测场分别激发两个不同的光学跃迁,探测吸收谱呈现电磁诱导透明(EIT)特性.若将此系统拓展为光学-射频双光子耦合场和探测场共同作用下的准Λ型四能级系统,探测吸收谱呈现电磁诱导吸收(EIA)和EIT两种特性.通过求解系统的密度矩阵方程,分析了EIA和EIT的产生条件,并给出了相应的缀饰态解释.研究结果表明,在准Λ型四能级系统中,光学耦合场对EIA和EIT的形成起决定作用,共振时出现EIA,非共振时出现EIT,而且EIA和EIT的线宽随着光学耦合场拉比频率的增大而增加. 关键词： 电磁诱导透明 电磁诱导吸收 射频场 光学耦合场     

Nonlinear cascade-configuration multi-wave mixing scheme based on electromagnetically induced transparency

A nonlinear optical cascade-configuration multi-wave mixing (CCMWM) scheme is presented and analysed for the generation of coherent light in a six-level atomic system in the context of electromagnetically induced transparency (EIT). A detailed semi-classical study of the propagation of the generated mixing and probe fields is demonstrated. We show by numerical simulations that EIT is capable of suppressing linear and nonlinear photon absorption. The analytical dependence of the generated mixing field on the probe field and the respective detuning is also predicted. Such a nonlinear optical process can be used for generating coherent short-wavelength radiation.     

Steady-state linear optical properties and Kerr nonlinear optical response of a four-level quantum dot with phonon-assisted transition

The linear optical properties and Kerr nonlinear optical response in a four-level loop configuration Ga As/Al Ga As semiconductor quantum dot are analytically studied with the phonon-assisted transition(PAT). It is shown that the changes among a single electromagnetically induced transparency(EIT) window, a double EIT window and the amplification of the probe field in the absorption curves can be controlled by varying the strength of PAT κ. Meanwhile, double switching from the anomalous dispersion regime to the normal dispersion regime can likely be achieved by increasing the Rabi energy of the external optical control field. Furthermore, we demonstrate that the group velocity of the probe field can be practically regulated by varying the PAT and the intensity of the optical control field. In the nonlinear case, it is shown that the large SPM and XPM can be achieved as linear absorption vanishes simultaneously, and the PAT can suppress both third-order self-Kerr and the cross-Kerr nonlinear effect of the QD. Our study is much more practical than its atomic counterpart due to its flexible design and the controllable interference strength, and may provide some new possibilities for technological applications.     

∧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。     

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.     

包含三能级原子环形腔的动态非稳与混沌过渡

在包含三能级原子的环形腔的输出光场中，观察到了由电磁感应透明（EIT）效应导致的动态非稳及混沌．该动态非稳及向混沌的过渡可以通过耦合光场而加以很好地控制．同时，由三能级EIT导致的原子相干改变了系统的吸收、色散及非线性效应，从而极大地增强了系统的动态非稳和混沌过渡特性．建立了一个理论模型来定量地解释观察到的现象．