四能级系统中的双光子过程

光泵远红外激光一般只能提供分立的频谱.这一特点使它的应用受到一定的限制。1977年以来,不少学者对如何进行光泵远红外激光的频率调谐做了许多工作。由于分子的远红外激射跃迁过程是在多能级系统中进行的,所以理论计算相当繁琐,不容易得到比较精确的结果。我们应用图论方法研究了四能级系统的双光子过程。结果表明,通过连续地改变泵的频率,有可能对远红外激光频率进行调谐。频率调谐范围约等于两对远红外跃迁频率之差。本文给出了调谐曲线以及增益系数与泵频率失谐量之间的关系曲线.     

双光子共振泵浦四能级系统的单光子过程、喇曼过程和超喇曼过程

本文运用缀饰原子方法成功地求出了双光子共振泵浦四能级系统远红外增益系数的解析式,并详细讨论了系统的增益特性和AC stark效应。从理论上证明了受激超拉曼过程有可能产生高强度、频率稳定的远红外激光。     

硅中浅杂质的激光感应光电导谱

首次采用光子能量小于硅中浅受主杂质电离能的可调谐远红外激光器作为激发源,获得了硅中浅受主杂质的光电导谱.可调谐半导体远红外激光器的调谐范围为380～500cm~(-1),光子流密度约10~(18)/cm~2·sec,用双光子跃迁对光电导谱进行了解释.对于Si:Al样品,光电导谱中的双峰分别相应于2P~1和2P~2中间态的双光子共振跃迁.也观察到了双光子透明的反共振现象.     

多束速调管的增益带宽

 研究了M个束、N个共振腔的多束速调管(MBK)的增益和带宽，得到了描述小信号增益和带宽与器件结构参数和电子束参数关系的公式，给出了在不同参数下增益随频率的变化曲线。分析了多腔对增益，多束对带宽的影响。计算结果表明：多腔可以提高增益；多束可以降低Q值，从而可以增中带宽，带宽增加工了3.6%，还可以提高增益；对于MBK，频率交叉调谐对增加带宽不如频率调谐好；空间电荷波只对增益有影响，对带宽没有影响。最后，预估一种L带多束速调管的增益带宽为8.1%。     

双相干态光场与原子依赖强度耦合过程的腔场谱

研究了依赖强度耦合双模J-C模型的腔场谱,给出了激发态原子与双相干态光场双光子共振相互作用过程光谱结构的数值结果.发现腔场谱呈现出复杂的多峰结构.腔场谱的频率灵敏地受两模光子数差q的调谐.     

二值噪声驱动下二阶线性系统的随机共振

研究了二值噪声驱动下二阶线性系统的随机共振问题. 采用平均法推导出系统输出幅值增益的表达式,考察了幅值增益与系统频率、输入信号频率、噪声强度和噪声相关时间的关系,发现系统输出幅值增益随这些参量呈单峰共振变化. 另外,二值噪声的非对称性对共振峰值具有很大影响. 关键词： 随机共振 幅值增益 二值噪声 二阶线性系统     

三氯乙烯分子的多光子电离解离研究

用可调谐染料激光器 ,在 4 5 0— 4 75 nm范围内 ,在飞行时间质谱仪上研究了三氯乙烯分子的共振增强多光子电离解离过程。研究表明 ,在此实验波段内三氯乙烯分子经历了从 π到 3d里德堡态的 (3 1 )多光子过程 ,可以用母体离子阶梯开关模型对三氯乙烯的电离解离过程进行解释 ,并对振动能级进行了标识 ,对振动频率进行了计算     

基于双光子不对称色锁二阶随机关联的阿秒极化拍研究

基于两双光子过程的相位共轭二阶极化干涉，从理论上研究了四能级系统在阿秒量级的不对称和频极化拍频(FASPB).在抽运光束为窄带情形下，场关联对FASPB信号影响很弱.在宽带情形下，FASPB信号表现出共振-非共振交叉关联，双光子信号展现出混合辐射-物质失谐的THz阻尼振荡，即当激光频率偏离双光子共振跃迁的条件时，信号将呈现阻尼振荡，而且其双光子自相关信号的包络还呈现最大值零延时不对称.还研究了由于两双光子自相关过程零延时的偏差导致的阿秒拍频信号的不对称性，和两个双光子信号的最大值分别向相反的方向偏离零延时点的现象.FASPB作为一种阿秒超快调制过程，从理论上说它可以扩展到任何两偶极禁戒跃迁激发态的能级和系统. 关键词： 阿秒和频 极化拍 四能级 双光子     

超强频率梳激光场驱动下多光子共振谐波辐射的相位突变研究

本文从理论上研究了在双色频率梳激光场驱动下多光子谐波辐射光谱中的相位突变现象。我们利用Floquet理论非微扰地模拟了频率梳激光场与原子分子等量子系统的相互作用过程。谐波辐射信号是多光子偶极跃迁相干叠加的结果,通过调节频率梳激光场间的相对相位,可以相干地控制谐波辐射信号的强度。通过对谐波信号进行傅里叶变换,可以提取不同跃迁路径的相对相位信息。我们通过改变频率梳组激光场的强度和频率组分实现多光子跃迁频率,让其跨越共振跃迁频率时,谐波相位会发生突变。从而可以观测超强激光场驱动下量子系统共振跃迁频率的斯塔克能移。     

非周期二进制/M进制信号激励下非线性系统的非周期共振研究

研究单一非周期二进制或M进制信号激励下一类非线性系统的非周期共振现象及其度量方法,重点探讨了系统参数引起的非周期共振.提出了适用于非周期共振度量的响应幅值增益指标,并结合互相关系数和误码率展开研究.结果发现,互相关系数能够较好地描述系统输出和输入信号之间的同步性及波形相似性但无法刻画信号通过系统后被放大的程度.响应幅值增益能够较好地描述信号通过系统后幅值被放大的程度,但无法反映系统输出和输入信号之间的同步性及波形相似性.非周期共振发生在互相关系数取谷值和响应幅值增益取峰值处,且两种指标曲线反映的共振点相同.误码率在合适的阈值下可以描述系统输出和输入信号之间的同步性以及非周期信号通过系统后被放大的程度,误码率曲线可以直接给出非周期共振的共振区.单一非周期二进制或M进制信号激励下的非线性系统可以发生非周期共振,其共振效果需要综合互相关系数、响应幅值增益、误码率等指标进行度量.     

石墨点阵柱状光子晶体共振腔的温度特性

构造了一种二维GaAs石墨点阵柱状光子晶体共振腔. 利用时域有限差分方法计算了这种光子晶体共振腔TE_y模的共振峰随温度变化的情况. 计算结果表明这种结构的光子晶体共振腔的共振峰主峰随温度呈分段线性变化趋势,且具有1.60 nm/℃以上的温度响应灵敏度. 同时,计算结果显示,这种结构的光子晶体共振腔具有很好的频率开关特性. 最后,利用计算结果解释了频率开关特性的成因. 关键词： 光子晶体 温度 共振腔 开关     

拉曼散射在共振及近共振时的条件：广义短时间近似

研究了频率失谐时共振拉曼散射的动力学过程．当入射光子能量远离共振吸收能量时,时域内的失相使散射过程变快．这使得频率失谐如同照相机的快门功能,具有规律的散射持续时间,为普通的稳态测量提供了控制散射时间的有效工具．基于这个理论对两个多模式模型系统以及反式-1,3,5-己三烯和鸟嘌呤-胞嘧啶Watson-Crick碱基对分子的共振拉曼光谱进行了研究．除了这些特殊的物理效应,快散射机制可以简化光谱,同时使散射理论得到简化．当入射光子频率在共振区域时,拉曼光谱中会出现较强的多倍频成分;当入射光子频率与第一共振吸收频率之间的失谐量为振动能量时,在快散射过程中,这些多倍频成分逐渐消失．因此,利用入射光子与共振频域的失谐可以明显地简化拉曼光谱,从复杂光谱中去除多倍频和软模的影响,并且可以避免共振态的解离和荧光衰减引起的干扰．     

受限原子蒸气/电介质周期层状结构中光子带隙的厚度调制

周期性受限原子蒸气/电介质层光子带隙（PBG）宽度及其诱导的反射平顶随蒸气层厚度 d的增大而变宽,并在 （ 为原子的共振波长)时达到最大值,之后随d的增大呈变窄趋势. 随着蒸气厚度的增大,带隙的中心频率产生红移,厚度越大,红移量越大. 研究还发现,共振波长处的反射及透射谱具有迪克窄化结构. 这种可调谐的PBGs结构可望用于全光反射镜及滤波器.     

远红外可调谐喇曼激光器理论

本文用缀饰原子方法解出四能级系统远红外激光增益系数的解析表达式。结果表明,远红外增益谱一般由四个共振峰组成,取合适的失谐量,可能得到两个正的增益极大,并分别对应于喇曼增益和线中心增益。     

423—475nm的激光作用下呋喃分子的多光子电离离解研究

在波长为423—475nm的激光作用下对呋喃分子的多光子电离离解过程进行了研究.在此实验波段内,呋喃分子主要经历的是(3+1)多光子过程.得到了呋喃分子的共振多光子电离分质量谱以及离子强度与激光强度的关系.对共振多光子电离谱峰进行了里德堡态标识. 关键词：     

基于平面光波导谐振腔的可调谐光电振荡器

提出了一种基于平面光波导谐振腔的可调谐光电振荡器.该振荡器中,相位调制器串联光波导谐振腔,取代了传统系统中的强度调制器、长光纤和滤波器.由于光学谐振腔对光子频率和相位敏感,调节激光器改变输出光的波长,不仅可以调制光的强度,还可以对微波光子进行选频输出.当光子在波导腔中发生谐振时,产生很强的延时特性,可以取代传统系统中的长光纤.整个光电振荡器系统体积为长29.5cm、宽21cm、高7cm.实验中,改变0.1pm的光子波长,能够产生步长为12.535.5 MHz的调谐,调谐范围达2 GHz,且系统能够产生10 GHz的微波信号,在中心频率为10 GHz处其相位噪声为-109.7dBc/Hz@10kHz.该研究为光电振荡器的小型化和实用化提供了一种新的思路.     

周期排列共振放大介质的小信号增益特性研究

研究一维周期排列共振放大介质的小信号增益特性.研究结果表明小信号增益随着作用长度的增加表现出异常的放大特性.在满足严格布拉格共振条件下，介质折射率分布形成的带隙和增益效应之间的相互竞争决定了透射光场的变化.进一步讨论了增益大小与激子参数和共振原子之间的依赖关系. 关键词： 周期共振放大介质 小信号增益 光子带隙     

受限原子蒸气/电介质周期层状结构中光子带隙的厚度调制

周期性受限原子蒸气/电介质层光子带隙(PBG)宽度及其诱导的反射平顶随蒸气层厚度d的增大而变宽,并在d/(λ0/2)=0.5(λ0为原子的共振波长)时达到最大值,之后随d的增大呈变窄趋势.随着蒸气厚度的增大,带隙的中心频率产生红移,厚度越大,红移量越大.研究还发现,共振波长处的反射及透射谱具有迪克窄化结构.这种可调谐的PBGs结构可望用于全光反射镜及滤波器.     

光泵远红外激光中的偏频泵交流斯塔克效应

本文研究在六能级系统中的R_(35),T_(34)和S_(54)过程的相互作用.本文从理论研究中发现在偏频泵作用下,这些多光子过程的相互作用也会导致激光谱线的分裂.这就是偏频泵交流斯塔克(AC Stark)效应.这三个过程都受到饱和效应和电偶极增强效应的影响,但其效果各不相同.利用这一特点,可以通过注入远红外信号以区分各过程对系统增益和偏频泵交流斯塔克效应的贡献.     

原子晶格中基于自发辐射相干效应的光子带隙

利用电磁感应透明技术,在一维光晶格中相干驱动四能级Lambda模型冷原子系统,从而实现动力学可调谐电磁感应光子带隙结构。基于两邻近能级间的自发辐射相干(SGC)效应,通过控制耦合场从远共振到共振,使该原子系统实现从两个光子带隙转变为三个光子带隙的动态过程。当自发辐射相干效应不存在时,在探测场共振区域处探测光子被原子系统强烈吸收,因此感应光子带隙严重形变甚至无法形成。通过数值计算证明光子带隙结构的形成源自于自发辐射相干效应下探测场和耦合场之间的三阶交叉克尔(Kerr)非线性调制,并且通过控制耦合场的耦合方式,可以实现系统从两个光子带隙到三个光子带隙的动力学调控。