梯-型三能级系统中自发辐射的量子相干控制

采用从基态到第一激发态为双激光场驱动的物理模型,对梯形三能级系统中自发辐射的相干控制进行了分析,通过变换驱动激光场之间的相对相位得到了一些主要结果.共振激发时,谱线呈现出三个谱峰的对称形式.当初始相位相同时,两边辐射峰值较高而中间峰值较低.随着初相位差的增加,两边谱峰之间的距离逐渐增大,谱线的高度逐渐下降,中心谱线的高度随着初始相位差的增加逐渐增大,宽度逐渐变小,直至成为一条较为尖锐的线,实现了对两边谱峰的完全抑制效应.采用下能级为双激光场激发的梯-型三能级系统,通过变换激光场之间的相对相位,实现了对激发态自发辐射的量子相干控制,观察到自发辐射光谱的抑制及谱线的猝灭等效应.     

梯-型三能级系统中自发辐射的量子相干控制

文章对梯形三能级系统中自发辐射的相干控制进行了分析，采用从基态到第一激发态为双激光场驱动的物理模型．通过变换驱动激光场之间的相对相位得到了一些主要结果，共振激发时，谱线呈现出三个谱峰的对称形式．当初始相位相同时，两边辐射峰值较高而中间峰值较低．随着初相位盖的增加，两边谱峰之闻的距离逐渐增大，谱线的高度逐渐下降，中心谱线的高度随着初始相位差的增加避渐增大，宽度避渐变小，直至成为一条较为尖锐的线，实现了对两边谱峰的完全抑制效应．采用下能级为双激光场激发的梯-型三能级系统，通过变换激光场之问的相对相住。实现了对激发态自发辐射的量子相干控制，观察到自发辐射光谱的抑制及谱线的猝灭等效应．     

自发辐射的多色相位控制

自发辐射的相干控制是量子光学研究的重要课题之一。当用多色场控制原子的自发辐射时，谱线依赖于各频率成份的相位代数和，不依赖于各自的相位。通过改变这个相位代数和，谱线可选择性地出现或抑制。我们给出了三色驱动的二能级原子的荧光谱、三色驱动三能级原子的Autler—Townes自发谱和一对双色场驱动的三能级原子的荧光谱。     

四能级双V型原子系统中考虑自发辐射相干的无粒子数反转激光

提出了一个由两个弱探测场和两个强耦合场驱动的四能级双V型原子系统, 研究发现在四波混频共振条件下, 两探测场均可被放大而无须粒子数反转. 值得注意的是, 由于所选择的激发态为超精细结构的两个近能级, 这里必须考虑自发辐射相干效应的影响. 与不考虑自发辐射相干相比, 同样参数条件下探测场的增益得到大幅度提高.而且, 探测场增益对相位非常敏感, 即增益-吸收线型受相位周期性调制, 同时也受两个偶极矩之间夹角θ制约. 此外还分析了相干抽运场 (强耦合场)的失谐对增益谱线产生的影响. 关键词： 无粒子数反转激光 四波混频 自发辐射相干     

利用修饰态的选择性捕获产生最大原子相干

我们建议用修饰态的选择性捕获产生最大原子相干,从而制备一种对强激光场具有超大折射率并且没有吸收的介质.这样的机制可以在三能级系统中实现.在这个三能级系统中,有一个从辅助的激发能级到探测场耦合的两个能级之一的强自发辐射.以三能级V系统为例,其中两个激发态分别与基态之间的跃迁为偶极跃迁,两个激发态之间为禁戒跃迁.假定两个偶极跃迁中一个较强,另一个较弱.     

强光场驱动下内腔三能级原子的共振荧光谱

讨论了强相干激光场驱动下的内腔三能级原子的共振荧光谱，与自由空间情况相比，内腔谱从共振峰为中心向内压缩或向外扩张，但谱线的线型，线宽和强度没有变化，共振峰的线型取决于原子与驱动场之间的失谐程度，文中还谱线特征的形成原因作了分析。     

强驱动二能级原子中阿秒相干光脉冲的产生

研究了强驱动二能级原子的相干辐射谱中各个拉曼线的相位.发现当二能级系统的激发态和基态取相干 叠加态时,拉曼线的相位之间具有很强的相关性,这些高度相关的拉曼线相干叠加,即可形成阿秒光脉冲输出. 关键词：     

Doppler展宽的封闭原子系统中无反转增益的相位控制

研究了在具有自发辐射诱导相干性的Doppler展宽的封闭Λ型三能级系统中探测场和驱动场之间的相对位相对探测场无反转增益的控制作用. 研究结果表明: 1) 不管探测场和驱动场是同向传播还是反向传播, 驱动场是失谐还是共振,无反转增益总是随相对位相的改变而作周期性变化,周期为2π. 2) 驱动场共振时,无反转增益极大值随Doppler展宽值的增大而单调减小,且反向传播时比同向传播时减小的速度更快;驱动场失谐时,无反转增益的极大值随Doppler展宽值的增大不再单调地减小或增大. 在以上两种情况下,均可以通过调 关键词： 自发辐射诱导相干 相位控制 Doppler展宽 无反转增益     

双耦合场作用下的Mollow七峰谱

对双耦合A型三能级系统中Mollow谱线上叠加的新的透明和吸收特性进行了理论研究.若基态能级包括两条精细结构简并能级,强耦合场和探测场作用于激发态能级和第一条基态精细结构能级之间,另一个弱耦合场作用于激发态能级和第二条基态精细结构能级之间,则构成了双耦合A型三能级系统.通过调谐强耦合场的频率失谐量,探测吸收谱线中不仅得到了典型的Mollow三峰失谐谱,还出现了电磁诱导透明(EIT)和电磁诱导吸收(EIA)等新现象,形成了Mollow七峰谱.该文进一步分析了EIT和EIA的位置与耦合场参数之间的关系,并用缀饰态理论做出了解释.     

微波场驱动下V型三能级原子的吸收和色散特性

当用微波场作用到V型三能级原子的两个激发态能级时,系统跃迁路径之间发生交叉耦合导致了量子相干效应.通过调节微波场的强度,可实现对原子吸收和色散性质的改变,并呈现零吸收高折射率现象.此外,微波场诱导的量子相干也可实现相对相位对探测光增益的控制.     

微波场驱动下V型三能级原子的吸收和色散特性

当用微波场作用到V型三能级原子的两个激发态能级时,系统跃迁路径之间发生交叉耦合导致了量子相干效应.通过调节微波场的强度,可实现对原子吸收和色散性质的改变,并呈现零吸收高折射率现象.此外,微波场诱导的量子相干也可实现相对相位对探测光增益的控制.     

相干驱动场的线宽对电磁感应透明的影响

考虑相干驱动场的线宽，探讨了其对双激发态原子三能级系统中的电磁感应透明现象的影响，得到结论：相干驱动场的线宽抑制了介质对弱探测光的透明。     

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.     

激光场缀饰的原子的自发辐射特性——谱的瞬时行为,Aulter-Townes双重线的选择性激发

本文从理论上研究了共振激光场缀饰的原子自发辐射谱随时间的演化.讨论了系统的初态“制备”及其对原子激发过程和自发辐射过程的影响,比较了全量子理论与半经典理论对激光场与原子共振相互作用的研究,当驱动场处于相干态时,它们之间可以建立等价关系,对自发辐射谱的时间特性及其观测和有关的一些物理概念进行了讨论.     

势阱中超冷三能级原子的自发辐射

考虑到在势阱中温度为μK量级的超冷原子质心运动的量子效应,发现原子的自发辐射谱表现出特殊的性质.本文采用全量子理论求解了考虑质心运动量子效应后囚禁在平方势阱中Λ型三能级原子的动力学方程,得到了一阶和二阶含时微扰理论的处于不同能级上的几率谱.研究结果表明:在基质心运动态的初始条件下,无论在二能级还是三能级模型下起始处于激发态的原子,它们的自发辐射谱都出现了多峰结构,这是由于原子质心运动的量子效应引起的.在一阶微扰情况下,与采用标准量子理论得到的结果一致,即处于激发态的原子最后完全自发辐射到基态;而在二阶微扰情况下,起始处于激发态的三能级原子,最后还有一定的几率处于激发态,这个几率和势阱的振动频率、原子两个下能级之间的能差和反冲参数等有关.分析表明原子最后处在激发态上的几率不为零是由于从激发态自发辐射到不同基态过程中出现了量子干涉现象.     

准Λ型四能级系统中的超窄谱线的研究

在一般Λ型三能级模型的基础上提出准Λ型四能级系统,并对准Λ型四能级模型的共振荧光谱作了详尽的研究.从上能级向两边下能级辐射的自发辐射谱中产生了三个超窄谱线,且在很大参数范围内光谱具有这一特性.三个超窄谱线的产生是和两个相干驱动场的Rabi 频率密切相关,在较大的Rabi 频率作用下谱线会变得更窄,而当只有一个驱动场作用时是不会产生谱线变窄效应的.能级间的碰撞弛豫和非相干激发严重地破坏了谱线变窄.这种超窄谱线效应是多通道量子干涉的结果.     

基于自发辐射相干控制的电磁感应透明诱导无反转光放大效应

建立微波驱动基态精细结构跃迁的Λ型三能级系统,研究基于自发辐射相干控制的电磁感应透明诱导无反转光放大效应.微波场作用于基态精细结构能级之间,产生3个透明窗口,利用适当角度的自发辐射相干效应与电磁感应透明耦合,实现透明向光放大的转化.结果表明,透明转化为光放大时,激发态与基态能级之间以及两个基态能级之间均不出现粒子数反转,但在产生光放大的过程中必须经历两个基态能级出现粒子数反转的状态.调节微波场的频率失谐量可以改变基态能级上的粒子数分布,有利于无反转光放大的产生.     

准Λ型四能级系统中的超窄谱线的研究

在一般Λ型三能级模型的基础上提出准Λ型四能级系统,并对准Λ型四能级模型的共振荧光谱作了详尽的研究.从上能级向两边下能级辐射的自发辐射谱中产生了三个超窄谱线,且在很大参数范围内光谱具有这一特性.三个超窄谱线的产生是和两个相干驱动场的Rabi频率密切相关,在较大的Rabi频率作用下谱线会变得更窄,而当只有一个驱动场作用时是不会产生谱线变窄效应的.能级间的碰撞弛豫和非相干激发严重地破坏了谱线变窄.这种超窄谱线效应是多通道量子干涉的结果 关键词： 准Λ型四能级系统 超窄谱线 多通道量子干涉     

耦合半导体双量子阱中光学双稳态的相干调控

在一个具有三能级V型能级结构的耦合半导体双量子阱中,研究了相干调控下光学双稳态以及双稳态与多稳态的转化行为。研究结果表明,在此物理模型下,光学双稳态的阈值强烈依赖于系统中的非相干抽运强度和存在自发辐射相干下的相对相位,同时,通过调制相位大小,可使系统出现光学双稳态和多稳态之间的相互转换。     

修饰态布居的选择性激发对无反转激光的作用

以三能级V型系统为例研究修饰态布居的选择性激发对无反转激光增益的作用. 当非 相干驱动场的频谱宽度远小于驱动场产生的修饰态能级的间距时，非相干驱动场只将一个修 饰态的布居抽运至激发态. 借助原子的衰减通道，系统中形成单向布居转移通道，从而建立 修饰态布居的选择性激发. 利用修饰态布居的选择性激发，可以摆脱裸态共振无反转激光的 三个限制: (1) 不再要求辅助的低频驱动跃迁比高频激光跃迁具有更高的衰减速率；(2) 显 著降低非相干激发速率的阈值；(3) 无反转激光的线性增益不再反比于相干驱动场的强 关键词： 修饰态布居的选择性激发 无反转激光增益 原子衰减速率 非相干激发阈值速率