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     

新型Kerr介质中非线性光学效应的研究

本文通过z扫描方法重新研究中国茶的酒精或水溶液的非线性光学效应,表明它们仅与介质中光热感应的负透镜效应相关。 关键词：     

Λ型三能级原子系统中Raman跃迁增强的Kerr非线性效应

在理论上研究了Λ型三能级原子系统Raman跃迁中的线性和非线性极化率.研究表明: Raman 跃迁中，如果原子完全被抽运到与控制光作用的基态时，将导致介质对探针光的线性极化率 为零，而三阶非线性极化率不为零.通过减小原子两基态间的无辐射衰减速率γ_{12，可以极大地增强交叉Kerr非线性效应.}     

三能级系统电子分布转移的数值模拟

原子能级中的分布可以人为的加以控制,受激拉曼迁移过程为我们提供了一种有效转移电子分布的方法,特别是可以有选择地实现分子高振动能级的分布转移.要对该过程有一个全面的了解,就必须对偏离共振和激光强度对电子分布转移所产生的影响有深刻的认识.使用数值模拟的方法系统地分析了三能级系统在受激拉曼迁移过程中电子分布的转移情况,计算了系统处于双光子共振时和偏离共振时的转移率,分析了偏离双光子共振、偏离单光子共振以及两束激光相对强度对转移率的影响.计算结果表明在双光子共振时可以完全转移;当偏离双光子共振很小的时候,基本可以达到完全转移;转移率对两束激光的相对强度不是很敏感.     

由相干制备原子系统构成的理想光学介质

电磁感应透明（electromagnetically induced transparency,EIT）发生时所伴随的效应(如可控的线性吸收和色散,可控的非线性增强)是理想光学介质所必需的重要特性。通过理解这种相干制备的多能级原子系统的线性和非线性特征,人们能够更好地设计和利用这种新颖的光学介质,并将其应用到光通信和量子信息处理中。文章简单介绍了与EIT有关的原子介质的基本（线性和非线性）光学特性,并简单评价了几个令人感兴趣的应用。     

由相干制备原子系统构成的理想光学介质

电磁感应透明(electromagnetically induced transparency,EIT)发生时所伴随的效应(如可控的线性吸收和色散,可控的非线性增强)是理想光学介质所必需的重要特性。通过理解这种相干制备的多能级原子系统的线性和非线性特征,人们能够更好地设计和利用这种新颖的光学介质,并将其应用到光通信和量子信息处理中。文章简单介绍了与EIT有关的原子介质的基本(线性和非线性)光学特性,并简单评价了几个令人感兴趣的应用。     

Y型四能级系统中电磁感应透明和巨Kerr非线性效应的研究

在Y型四能级原子系统中理论分析了外加相干控制场的强度变化对电磁感应透明和Kerr非线性效应的影响.结果发现:当外加的耦合场和抽运场的强度从相等变得不相等时,原子系统对探测场的吸收曲线从一个透明窗口逐渐变成了具有两个透明点的增益区间,透明点的位置、增益值的大小以及增益区间的宽度都与变化着的外场的拉比频率密切相关;当两个外场强度较弱并且相对强度减小时,Kerr非线性效应有所增强但同时伴随有吸收;而当两个外场的强度较强并且相对强度增大时,Kerr非线性的峰值也随之增大并且逐渐与透明点对应,即获得了无吸收巨Kerr非线性效应.研究还发现,抽运场的强度变化对Kerr非线性增强的影响作用较耦合场要大.     

非线性光纤光学中非线性薛定谔方程推导逻辑的探讨

非线性薛定谔方程是描述光脉冲在光纤中非线性传输的基本方程,广泛应用于光纤通信、光纤激光器等领域。在现有的非线性光纤光学的经典教材中对非线性薛定谔方程的推导,采用的是直接在非线性介电常数中引入非线性折射率效应。本文指出了该方法对于传输方程非线性项处理的局限甚至不妥之处,给出了一种非线性薛定谔方程较严格的推导方法,即从非线性的波动方程出发,讨论不同非线性效应的非线性极化强度驱动源的不同表现形式,并将方程作横向积分处理。本文详细阐述了从非线性源的角度出发推导非线性薛定谔方程的方法,并以四波混频等非线性效应为例,帮助读者理解非线性效应对于传输方程的影响;此外,还探讨了在推导非线性薛定谔方程中的正负频表示等问题。     

串接型三能级原子的感应极化

从求在双频场作用下的三能级原子系统的哈密顿量的本征函数和本征值出发,导出系统随时间的演化规律.从而得出宏观极化的表示式.计算了极化的频谱分布和它们的相对强度.     

非对称量子阱中非线性光学吸收系数的计算

非对称量子阱中的非线性光学效应因其潜在的实用价值而引起人们的广泛关注,而量子阱内带间的光学吸收问题对研究远红外光学探测器件具有重要的理论指导意义.以Pschl-Teller势阱为例研究了影响非对称量子阱中的非线性光学吸收系数的因素.考虑到带间的电子弛豫,用量子力学中的密度矩阵算符理论导出了Pschl-Teller势阱中的线性与三阶非线性光学吸收系数的表达式.因该势阱中有两个可调参数,通过调节系统的参数,发现该系统的非线性光学吸收系数呈规律性的变化.以典型的GaAs/AlGaAs非对称量子阱为例作了数值计算,通过调节系统的参数,数值计算结果表明,入射光强以及系统的非对称性对量子阱的非线性光学吸收系数有较大的影响,从而为实验上研究非对称量子阱的非线性光学效应提供了必要的理论依据.     

微波射频场调制下Λ型三能级原子系统的电磁感应光栅

研究了在微波射频场调制下的Λ 型三能级原子系统的电磁感应光栅现象. 结果表明: 微波场可以增强对探测场的相位调制和增益作用, 使得衍射强度、尤其是一阶衍射强度明显提高; 当系统参数取值适当时, 一阶衍射强度随微波场强度呈指数增长的趋势. 关键词： 电磁感应光栅 电磁感应透明 微波射频场     

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。     

三能级原子系统中单光子频率失谐对光减速的影响

在Λ型三能级Rb原子介质中，观察到了由电磁感应透明（EIT）效应导致的光减速现象并测 量了光延迟对单光子频率失谐量的依赖关系. 结果表明，由于多普勒展宽效应的存在，在单 光子频率失谐±600MHz的范围内，光减速效应较为显著. 在考虑多谱勒频移的情况下，数值 计算了光延迟随单光子频率失谐量的变化曲线，实验结果与理论曲线很好地符合. 这一研 究结果为利用单光子频率失谐控制光的群速度提供了理论与实验参考. 关键词： 光减速 电磁感应透明 多普勒展宽     

Dynamic control of retrieval contrast in a Λ-type atomic system

We propose an efficient scheme for optimizing the optical memory of a sequence of signal light pulses in a system of ultracold atoms in Λ configuration. The memory procedure consists of write-in, storage, and retrieval phases. By applying a weak microwave field in the storage stage, additional phase-dependent terms are included, and the contrast of the output signal pulses can be dynamically controlled (enhanced or suppressed) through manipulating the relative phase φ between optical and microwave fields. Our numerical analysis shows that the contrast is enhanced to the most extent when φ=1.5π. In addition, the contrast is in proportion to the Rabi frequency of the microwave field with a certain relative phase.     

Ultraslow optical solitons via electromagnetically induced transparency: a density-matrix approach

We study the ultraslow optical solitons in a resonant three-level atomic system via electromagnetically induced transparency under a density-matrix (DM) approach. The results of linear and nonlinear optical properties are compared with those obtained by using an amplitude variable (AV) approach. It is found that the results for both approaches are the same in the linear regime if the corresponding relations between the population-coherence decay rates in the DM approach and the energy-level decay rates in the AV approach are appropriately imposed. However, in the nonlinear regime there is a small difference for the self-phase modulation coefficient of the nonlinear Schr\"{o}dinger equation that governs the time evolution of probe pulse envelope. All analytical predicts are checked by numerical simulations.     

Dynamic manipulation of probe pulse and coherent generation of beating signals based on tunneling-induced inference in triangular quantum dot molecules

We investigate the dynamic propagation of a probe field via the tunneling-induced interference effect in a triple model of quantum dot molecules. By theoretical analysis and numerical simulation, we find that the number of transparency window relate to the energy splitting and the group velocity of probe field can be effectively controlled by the tunneling coupling intensity. In addition, in the process of light storage and retrieval, when the excited states have no energy splitting in the storage stage but opposite values of the energy splitting in the retrieval stage, the beating signals can be generated.     

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.     

Modulated spatial transmission signals in the photonic bandgap

This paper describes the spatial transmission of electromagnetically induced transparency and four-wave mixing signals in the photonic bandgap structure, which are modulated using the adjustable parameters of light fields. The spatial transmission patterns of the relevant signals are experimentally investigated with respect to the optical nonlinear Kerr effect that occurs in the modulation process. The experimental results reveal the spatial transmission patterns of the probe transmission and the four-wave mixing signals, such as focusing, defocusing, shifting, and spatial splitting. This study explains how the tunable parameters of light fields and their interactions with each other can regulate the spatial transmission of the light fields by changing the refractive indices of media, which provides a new research perspective and a degree of experimental technology support for more efficient all-optical communications.     

An analytical model for cross-Kerr nonlinearity in a four-level N-type atomic system with Doppler broadening

We present an analytical model for cross-Kerr nonlinear coefficient in a four-level N-type atomic medium under Doppler broadening.The model is applied to87 Rb atoms to analyze the dependence of the cross-Kerr nonlinear coefficient on the external light field and the temperature of atomic vapor.The analysis shows that in the absence of electromagnetically induced transparency(EIT)the cross-Kerr nonlinear coefficient is zero,but it is significantly enhanced when the EIT is established.It means that the cross-Kerr effect can be turned on/off when the external light field is on or off.Simultaneously,the amplitude and the sign of the cross-Kerr nonlinear coefficient are easily changed according to the intensity and frequency of the external light field.The amplitude of the cross-Kerr nonlinear coefficient remarkably decreases when the temperature of atomic medium increases.The analytical model can be convenient to fit experimental observations and applied to photonic devices.     

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.