介质中光速种种

本文着重介绍了近年来对于介质中光速的实验研究，特别是介质中的光脉冲的超光速现象。     

红宝石晶体中慢光现象的实验观测

在室温下观测到了固体材料中的慢光现象。用氩离子激光(514.5nm)单光束入射到红宝石晶体中,用相干布居数振荡效应产生烧孔。利用光谱烧孔使介质折射率发生急剧变化,导致光的群速变慢。实验上观测的时延为(2.314±0.005)ms,推断光速值为(43.215±0.094)m／s,并观测到时延和光的群速随调制频率变化的规律。     

反常色散介质“超光速”现象研究的新进展

文章介绍了王力军等人的光脉冲在反常色散介质传播实验的测量结果，说明了实验测量的不完全性，因而它不能在是否超光速的问题的答案，文章还介绍了近一年来相应的理论研究工作，文章作者依据物理概念和理论研究结果论证了该实验所得的负群速度本身并不超光速；如果把负群速度看成是某种能量的传播那私超光速出现在负群速度开始时间间，因而它是超距作用，违反能量守恒或动量守恒，因此，负群速度只是表观速度，能流的研究结果也证明了这一点。这就是说，该实验并没有观察 到超观察到超光速传播。     

电磁诱导透明和导致极慢光速的机制

根据有关文献 ,描述了电磁诱导透明和导致光速极慢的物理机制 ,并对实验结果也做了介绍     

固体介质中光速减慢现象的研究

利用均匀加宽介质中的光谱烧孔效应在红宝石晶体中观测到了最慢为27.55±0.05m/s的极慢光速. 且介质中光传输的群速度与激光的调制频率、激光光功率以及晶体的晶格方向有关. 调制频率越低、相互作用越强，介质中的光速越慢. 关键词： 光速减慢 光谱烧孔 红宝石     

固体介质中光速减慢研究的若干进展

首先介绍了光速减慢的物理理论基础与实现方法以及国内外光速减慢研究的进展概况．主要阐述了均匀加宽介质中的光谱烧孔理论以及借助光谱烧孔技术在红宝石晶体中实现光速减慢的实验．最后，就极慢光速研究的前景及研究意义进行了讨论．     

室温掺铒光纤放大器中实现参量控制无损耗光速减慢传输

本文对掺铒光纤放大器中的光速减慢传输系统进行深入研究,提出一种直接利用掺铒光纤放大器中抽运光 强度和掺铒光纤长度,通过优化控制参量来降低信号光强度损耗系数,从而可以实现无强度损耗光速减慢传输, 研究结果表明:当抽运光功率为3.5 mW时,信号光强度损耗系数近似为零;当抽运光关闭时,掺铒光纤长度为 0.1 m时,信号光强度损耗系数近似为零.     

倒Y型四能级量子系统中亚光速和超光速传播现象的转换研究

研究了探测场、耦合场和驱动场三场作用下倒Y型四能级量子系统的光学特性,利用数值模拟的方法探讨了外加相干驱动场的拉比频率和失谐量变化时系统对探测光场吸收特性的影响. 通过绘制三维立体图,发现了探测光场的群速度在电磁诱导透明窗口处的变化规律,并且选择合适的驱动场拉比频率和失谐量,可以在理论上实现亚光速和真空光速以及超光速传播之间的转换. 关键词： 倒Y型四能级 群速度 超光速传播 亚光速传播     

含单负介质层受阻全内反射结构的光子隧穿现象研究

利用稳定相位理论得到了光子穿越含单负介质层受阻全内反射结构的隧穿时间以及光子穿透光学势垒后产生的横向位移.分析结果表明，当势垒为单负介质时，光子隧穿可能表现出负的隧穿时间和负的横向位移.隧穿时间和横向位移存在Hartman效应，使得光子隧穿过程具有超光速性质.此外，基于TM波和TE波通过负介电常数介质和负磁导率介质势垒产生的横向位移的方向正好相反，得到了一种有效的区分两类单负介质的方法. 关键词： 光子隧穿 负折射 单负介质 超光速     

室温铯原子气室窄线宽相干布居振荡光谱

相干布居振荡(coherent population oscillations,CPO)光谱是一种原子布居数调制光谱,主要利用两束位相锁定、频率差小于原子自发辐射线宽的耦合光和探测光与原子相互作用,激光强度调制会导致原子布居数相干振荡,实现窄带宽的探测光透射.本文基于Λ型原子能级结构,在室温铯原子系综中实现了相干布居振...     

部分相干平顶光束在线性增益(损耗)介质中的光谱特性

根据Li提出的平顶光束模型和部分相干光理论，推导出部分相干平顶光束在线性增益(损耗)介质中传输的光谱分布解析表达式，定量研究了部分相干平顶光束在线性增益(损耗)介质中传输的光谱特性，分析了近场和远场轴上光谱的变化特点，以及介质的增益(损耗)特性、光源的中心频率、空间相干参数以及谱宽等因素对光谱变化的影响. 研究结果表明，部分相干平顶光束在线性增益(损耗)介质中传输时，光源的中心频率、光谱宽度、空间相干参数对相对谱移量影响较大，但对光谱分布随传输距离的总体变化趋势影响较小，而光谱分布随传输距离的总体变化趋势则主要由平顶光束的阶数所决定. 关键词： 部分相干平顶光束 光谱特性 谱移 线性增益(损耗)介质     

带有增益的单微环谐振器的光速控制行为

带有损耗的光波导微环谐振器在实现光速控制时存在输出脉冲能量损耗大、脉冲形状畸变严重等问题。基于带有增益和带有损耗的微环谐振器的传输特性之间的对称性,计算分析了单微环谐振器的透射率、群折射率和群速度色散等特性,分析了增益和损耗对微环谐振器输出特性影响的机制。计算了带有增益的微环谐振器的光速控制行为,并与带有损耗的微环谐振器进行对比。结果显示,带有增益的微环谐振器输出脉冲不分裂且有较大的输出强度。脉冲延迟量和超前量比损耗系统大,可用于光速控制,克服了微环带有损耗时产生的光强损耗和脉冲畸变。     

室温条件下掺铒光纤中光脉冲群速可控特性的研究

利用相干布居振荡技术在介质吸收光谱上产生烧孔，孔宽大约为基态粒子数恢复时间的倒数. 由增益理论分析得到不同抽运光功率对介质吸收状态的影响. 在介质的吸收区域，振荡导致光脉冲经历饱和吸收，脉冲传输延迟；在介质的增益区域，振荡又导致光脉冲经历增益饱和，脉冲传输超前. 应用此技术在掺铒光纤中实现了光速人为可控. 在掺铒光纤晶体中观测到了最慢为2.857×10³m/s的光速减慢传输，相应感生群折射率为10.5×10⁴. 根据布居振荡效应及增益理论，由速率方程出发，得到了 关键词： 光谱烧孔 相干布居振荡 饱和吸收 慢光     

基于一种优化的梳状布里渊增益谱实现对任意周期信号的零展宽快慢光

在理论分析任意信号实现无畸变快慢光所需条件的基础上,根据周期信号的频谱特点,推导出一种优化的梳状布里渊增益谱的普适公式.利用该普适公式,可根据所需时间延迟或超前量,方便地得到周期信号每个离散频谱分量所对应的各离散布里渊增益谱的强度和增益谱峰值相对于频谱分量的偏移量,从而确定整个梳状布里渊增益谱的形状.通过对正弦信号、周期性高斯信号和周期性方波信号的数值计算,结果表明,利用该优化的梳状布里渊增益谱可实现这三种周期信号在零展宽下的快慢光,证实了所得普适公式的正确性.此外,通过调节各离散布里渊增益谱的强度和偏移量,时间延迟或超前量连续可调.     

Near-field properties of a shell nanocylinder pair with gain materials

We study the near-field response of a shell nanocylinder pair,with its core filled by gain materials,using a twodimensional finite-difference time-domain method.It is shown that the gain materials in the core of the cylinder can compensate for the intrinsic absorption of the metal shell,leading to local-field enhancement in the gap of the active pair.A linear dependence is found between the field enhancement and the gain coefficient at resonance.The detailed physics is studied by calculating the electrical-field distribution of the shell pair filled with different gain materials.The influence of the gap width and the shell thickness on the interaction of two adjacent active shell cylinders is also investigated.     

The probe gain with and without inversion in a four—level atomic model：light amplification at a short wavelength

We propose a new four-level atomic model for achieving light amplification at a short wavelength, where direct incoherent pumping into the top level is avoided by the advantage of coherent pumping. In this model, the lower level of the probe transition is an excited state but not the usual ground state. By analytical as well as numerical calculations, we find that the probe gain, either with or without population inversion, which depends on the relation between spontaneous decay rates $\g_{42}$ and $\g_{21}$, can be achieved with proper parameters. We note that the Raman scattering gain always plays an important role in achieving the probe amplification.     

Temperature dependent direct-bandgap light emission and optical gain of Ge

Band structure, electron distribution, direct-bandgap light emission, and optical gain of tensile strained, n-doped Ge at different temperatures were calculated. We found that the heating effects not only increase the electron occupancy rate in the Γ valley of Ge by thermal excitation, but also reduce the energy difference between its Γ valley and L valley. However,the light emission enhancement of Ge induced by the heating effects is weakened with increasing tensile strain and n-doping concentration. This phenomenon could be explained by that Ge is more similar to a direct bandgap material under tensile strain and n-doping. The heating effects also increase the optical gain of tensile strained, n-doped Ge at low temperature, but decrease it at high temperature. At high temperature, the hole and electron distributions become more flat, which prevent obtaining higher optical gain. Meanwhile, the heating effects also increase the free-carrier absorption. Therefore, to obtain a higher net maximum gain, the tensile strained, n-doped Ge films on Si should balance the gain increased by the heating effects and the optical loss induced by the free-carrier absorption.     

基于布居振荡效应实现掺铥光纤中光波群速度减慢传输

从稳态条件下铥离子光纤的速率方程出发,得到掺铥光纤中光速减慢传输的时间延迟和相对调制衰减的数值解析表达式,利用数值求解法分别模拟计算了在大功率信号和小功率信号条件下的光速减慢传输。相对于小功率信号,大功率信号情况下的相对时延、时间延迟和群折射率都比较大,同时最大相对时延也向高频率处移动。     

双光束耦合增益振荡的理论研究

本文从双光束增益振荡的动态方程组出发,给出一般情况下双光束光折变振荡稳态时的普遍结果,解释了文献[1,2]中理论不完全符合实验规律的原因,表明文献[1,2]中的理论只适合于光折变效应为纯扩散机制的特殊情况。