原子消相干对四能级EIT系统中非线性效应的影响

文章在理论上研究了原子消相干速率对Rb原子四能级Tripod系统中EIT增强的交叉Kerr非线性的影响.结果表明,交叉Kerr非线性效应随着原子消相干速率的减小而增大.当两基态之间消相干速率γ1从2.5 MHz减小到0.2 MHz时,交叉Kerr非线性折射率可增强一个数量级.     

Kerr介质中耦合双原子的纠缠特性

研究了Kerr介质中两个耦合二能级原子的纠缠演化规律, 通过concurrence计算了系统的纠缠度, 讨论了系统初态、Kerr 介质和原子之间的偶极相互作用对腔中两个原子纠缠度的影响. 结果表明: 通过适当选取Kerr介质的耦合系数和偶极相互作用强度, 可以获得固定的两原子纠缠, 并且可以提高两原子之间的纠缠, 甚至彻底消除纠缠猝死现象. 关键词： 偶极相互作用 Kerr介质 concurrence     

Kerr介质腔中非线性J-C模型的腔场谱

研究了Kerr介质腔中非线性J-C模型的腔场谱.导出了初始光场处于任意量子态时腔场谱的计算公式,给出了光场处于数态、相干态和压缩真空态时的数值结果,讨论了Kerr效应和初始场强对腔场谱的影响.发现在光子数态的情况下,n≠1时均为2峰结构,Kerr介质使得中心频率按x(2n-1)的规律向高频方向移动,并破坏谱结构的双峰对称性;在相干态和压缩真空态情况下,当Kerr效应较弱时,非线性J-C模型中腔场谱的非经典特性较为突出,Kerr效应较强时,呈现多峰结构,谱的结构特征主要由Kerr效应决定,由于原子与腔场的耦合被抑制,腔场谱的非线性特征趋于消失.     

基于六角格子光子晶体波导的高效全光二极管设计

提出了一种基于六角格子光子晶体波导微腔和Fabry-Perot(FP)腔非对称耦合的全光二极管结构, 它由一个包含非线性Kerr介质的高Q值微腔与一个光子晶体波导中的FP腔组成. 通过有限时域差分方法对其传输特性进行了仿真, 发现通过两腔的非对称耦合可以实现在特定光强度下的正向传输、反向截止的功能. 在靠近微腔方向光入射时, 特定强度的光可以激发非线性微腔的Kerr效应, 改变了Fano腔的共振频率, 从而变成透射状态. 而远离微腔方向光入射, 由于这个不对称的结构造成场局域的分布不对称, 激发微腔Kerr效应的光强还不够, 所以光不能透射. 所设计的全光二极管结构具有良好的性能参数: 最大透射率高和高透射比、光强阈值低和易于集成等.     

电光晶体调谐的外腔反馈半导体激光器

报道一种用电光晶体实现快速调谐和凋制激光频率的方法.在Littrow型外腔反馈半导体激光中插入LiNbO3晶体,利用LiNbO3晶体的电光效应,通过改变晶体电压来调节激光器的有效腔长,可以对激光频率进行快速的调谐和调制.采用该方法,自制外腔反馈半导体激光器的调谐频率可达到2 kHz,它的调谐范围为350 MHz,激光频率调谐系数约为1.06 MHz/V,用饱和吸收光谱观测频率调谐的效果.快速激光频率调制可以应用在稳频技术上,将外腔反馈半导体激光器调制在5～100 kHz频率下,均获得了87Rb原子D2线的饱和吸收光谱的色散信号,并实现了激光频率在饱和吸收峰上的长期稳定.     

Kerr缺陷一维耦合腔光波导的双稳态方向性

本文提出一种只在一层高折射率介质层中掺杂Kerr介质的一维耦合腔光波导.利用一维传输矩阵理论和非线性传输矩阵方法研究了此结构的光学双稳态.根据一维传输矩阵理论分析了此结构的线性特性,包括低频带边模的偏移及场分布的特点,讨论了此结构实现双稳态的原理.研究发现:由于缺陷层中场分布与入射光方向密切相关,而缺陷层光场的局域,将激发Kerr介质的三阶非线性效应,从而改变了缺陷层的折射率,所以不同方向的入射光具有不同的双稳态阈值.利用非线性传输矩阵方法研究了光学双稳态特性.结果表明:由于缺陷层的位置导致缺陷模正方向（由左到右）入射的场分布大于反方向（由右到左）入射的场分布,正方向的阈值低于反方向的阈值,相差一倍.     

含色散介质的一维光子晶体微腔中简正耦合模的物理图像

对一维光子晶体中的色散介质采用洛伦兹振子模型,对线性层及色散δ层均采用传输矩阵的方法,研究了一维含色散介质的光子晶体微腔中的简正耦合模.通过改变洛伦兹振子和微腔之间的失谐频率,分析了简正耦合模频率的变化情况.在失谐频率比较大时,光与洛仑兹振子间的耦合作用较小,简正耦合模中的一个接近腔模频率,而另一个则接近洛仑兹振子的共振频率;在失谐频率比较小时,光与洛仑兹振子间的耦合作用较大,简正耦合模与未耦合的腔模频率和洛仑兹振子的共振频率之间的差别较为明显.最后通过引进该结构的复有效折射率,对含色散介质的系统,由于带隙中间的共振模被湮灭并分裂为左右两个耦合模,其复有效折射率虚部在原共振峰处跃变为一较大值,而在新生成的两个耦合模附近趋近于零,光与色散介质相互耦合而形成的腔极化激元的物理图像十分清晰.     

强耦合激子-声子系统中的三阶非线性光学系数的理论计算

应用Dyson-Maleev变换,对强耦合激子—声子系统中非线性光学性质进行了理论研究.结果表明,当信号光场频率与激子频率的失谐量等于光学声子的频率时,系统的非线性光学吸收和克尔（Kerr）系数显著增大,从而证明了激子-声子的强相互作用对介质的非线性光学性质的影响相当大,并且当考虑激子偏离玻色子模型时,这种影响将进一步增大.     

非线性Bragg微腔的双稳态研究

研究了一维Bragg微腔中的光学增强效应,并对F-P腔中Kerr介质的双稳态特性进行了理论分析,并得到相应的数学表达式.研究表明,对聚焦型Kerr介质（χ(3)>0）,要产生双稳态特性必须给入射光波预置一定的红移量,若是散焦型介质（χ(3)<0）则要预置一定的蓝移量.红移量（或蓝移量）的临界值与光子晶体的介质折射率、周期数、F-P腔长度、缺陷模的线宽（FWHM）等因素密切相关,它随介质折射率比、周期数、F-P腔长的增大而减小,随缺陷模的线形变窄而降低.要有效地降低非线性介质的双稳态开关阈值,除了尽可能选择较小的合适红移（或蓝移）量外,还要选择｜χ(3)｜较大的Kerr介质以增强腔内的非线性光学效应.     

自旋轨道耦合玻色爱因斯坦凝聚体中的拉曼耦合强度

对玻色爱因斯坦凝聚中拉曼跃迁的拉比频率和耦合强度进行了实验研究,拉比频率是光与原子相互作用中的一个重要参量,用于衡量原子与光场之间耦合强度的大小,而拉曼跃迁耦合强度是自旋轨道耦合实验中的一个重要参数。研究了不同拉曼光频率失谐下,87 Rb在F=1时的超精细塞曼子能态|1,0〉和|1,1〉间的拉曼跃迁拉比振荡。在800nm的拉曼光作用下,观测到超精细态F=2的5个塞曼能态间同时耦合的拉比振荡。该工作有助于87 Rb自旋轨道耦合实验中参数的优化选择。     

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.     

非线性光学效应与光速减慢

激光技术的发展为极限光速的测量和应用提供了有效工具。本文主要介绍了与光速减慢有关的非线性光学知识和光速减慢的实验原理及方法。光速减慢实验中用到的低温Na原子气在探测激光和耦合激光的共同作用下处于量子相干态———一种非线性极化状态 ,由于电磁感应透明效应 (EIT) ,探测光可以使介质的折射率改变并能透过Na原子气 ,使极限光速的测量和应用变为现实     

非线性光学效应与光速减慢

激光技术的发展为极限光速的测量和应用提供了有效工具。本主要介绍了与光速减慢有关的非线性光学知识和光速减慢的实验原理及方法。光速减慢实验中用到的低温Na原子气在探测激光和耦合激光的共同作用下处于量子相干态－－一种非线性极化状态,由于电磁感应透明效应（EIT）,探测光可以使介质的折射率改变并能透过Na原子气,使极限光速的测量和应用变为实现。     

飞秒激光激发下本征GaP非线性吸收及Kerr效应的实验研究

采用掺镱光子晶体光纤飞秒激光放大器为抽运源,搭建了偏振分辨的Z-scan实验系统.实验研究了块状本征磷化镓(GaP)晶体的非线性吸收和非线性折射率系数.研究证明,在中心波长1 μm飞秒激光的作用下,本征GaP晶体的非线性吸收主要为三光子吸收.而且还表明本征GaP的非线性吸收和非线性折射率系数具有很强的各项异性、偏振相关性及饱和特性. 关键词： 磷化镓 Z-scan Kerr效应 三光子吸收     

Kerr介质中k光子J-C模型原子信息熵的演化特性

本文讨论了考虑Kerr介质的非线性耦合作用时k光子J-C模型中原子信息熵的演化性质.通过计算得到了原子信息熵随时间的演化特性,分析表明Kerr效应越大,原子信息熵明显减小.多光子过程使原子的信息熵增大,而相干态光场的强度对其也有明显的影响.并且对这些影响的物理机制作了必要的解释.     

Kerr缺陷一维耦合腔光波导的双稳态方向性

本文提出一种只在一层高折射率介质层中掺杂Kerr介质的一维耦合腔光波导.利用一维传输矩阵理论和非线性传输矩阵方法研究了此结构的光学双稳态.根据一维传输矩阵理论分析了此结构的线性特性,包括低频带边模的偏移及场分布的特点,讨论了此结构实现双稳态的原理.研究发现:由于缺陷层中场分布与入射光方向密切相关,而缺陷层光场的局域,将...     

Kerr效应对原子与双模场Raman相互作用模型腔场谱的影响

研究了含Kerr介质高Q腔中单个二能级原子与双模量子化光场发生Raman耦合过程的腔场谱,给出原子初态处于基态而初始光场为数态时的数值结果.发现在一般情况下,两模腔场谱均为双峰结构.Kerr效应对真空场谱结构无影响.在弱场条件下,Kerr效应的增强会导致各模高频峰明显增高,而低频峰明显降低;在强场条件下,各峰峰位都随着Kerr效应增强明显右移,谱结构整体偏离原共振频率.     

Kerr效应对原子与双模场Raman相互作用模型腔场谱的影响

研究了含Kerr介质高Q腔中单个二能级原子与双模量子化光场发生Raman耦合过程的腔场谱,给出原子初态处于基态而初始光场为数态时的数值结果.发现在一般情况下,两模腔场谱均为双峰结构.Kerr效应对真空场谱结构无影响.在弱场条件下,Kerr效应的增强会导致各模高频峰明显增高,而低频峰明显降低;在强场条件下,各峰峰位都随着Kerr效应增强明显右移,谱结构整体偏离原共振频率.     

采用高信噪比电磁诱导透明谱测定~(85)Rb原子5D_(5/2)态的超精细相互作用常数

基于~(85)Rb原子5S1/2-5P3/2-5D_(5/2)阶梯型能级系统(780 nm+776 nm),利用高信噪比的电磁诱导透明谱对~(85)Rb原子5D_(5/2)态超精细分裂进行测量.其中,频率校准是通过位相型电光调制器和共焦法布里-珀罗腔共同实现的.通过测量~(85)Rb原子5D′5/2态(F′=5),(F′′=4)及(F′′=3)之间的超精细分裂,我们确定了~(85)Rb原子5D_(5/2)态的磁偶极超精细相互作用常数(A=-(2.222±0.019)MHz)和电四极超精细相互作用常数(B=(2.664±0.130)MHz).     

Kerr效应对二项式腔场谱量子干涉的影响

研究了含Kerr介质高Q腔内单个二能级原子与双模二项式光场发生双光子共振相互作用系统的腔场谱,给出了Kerr效应与量子干涉项ΔS(ω)关系的数值计算结果,讨论了Kerr效应对二项式腔场谱量子干涉的影响.结果表明:若初始时刻原子处于激发态而双模光场处于二项式态,随Kerr效应的增强,致使量子干涉项引起谱线强度的改变量呈现出"不规则的周期性衰减振荡"特性,震荡幅度与两模光场的频差密切相关.在Kerr系数χg(g为光场与原子的耦合常数)时,Kerr效应对干涉项的影响比较强烈;在χg时,趋于平稳.随着Kerr效应的增强,系统腔场谱由对称结构逐渐演化为不对称的多谱线结构.