失谐对冷原子介质中光脉冲信息存储的影响

通过对电磁感应透明模型的理论推导和数值模拟，讨论了光场和原子能级间有失谐 的光脉冲信息的存储过程. 结果表明：只有在光场和原子能级共振时，光和原子相互作用系 统的存储态才能最终演化到暗态. 随着失谐量的增大，只有部分信号光脉冲存储于冷原子介质中，并且光脉冲负群速度的绝对值逐渐增大，导致在介质中“读出”信号光相对于“读入”信号光的位置有明显的倒退现象. 对于能级上下对称相同失谐的情况，存储过程中系统各 物理量的演化过程几乎相同. 关键词： 光存储 失谐 暗态 电磁感应透明     

光在随机增益介质中的放大

结合环形腔理论,运用蒙特卡罗法模拟了光子在介质中的随机行走。研究了倍频Nd:YAG（脉宽6 ns,频率20 Hz）脉冲激光器作为泵浦光,在TiO2 / 若丹明 B有机增益介质中,散射微粒的颗粒密度和泵浦光面积对随机激光器阈值强度的影响。模拟结果表明：随机激光阈值和光子在增益介质中的随机行走路程长度和光子通过边界返回增益区和非增益区的几率有关。随着泵浦光面积的增加,随机激光器阈值降低;增益介质中散射颗粒密度的增加降低了随机激光器的阈值。     

光在随机增益介质中的放大

 结合环形腔理论,运用蒙特卡罗法模拟了光子在介质中的随机行走。研究了倍频Nd:YAG（脉宽6 ns,频率20 Hz）脉冲激光器作为泵浦光,在TiO₂ / 若丹明 B有机增益介质中,散射微粒的颗粒密度和泵浦光面积对随机激光器阈值强度的影响。模拟结果表明：随机激光阈值和光子在增益介质中的随机行走路程长度和光子通过边界返回增益区和非增益区的几率有关。随着泵浦光面积的增加,随机激光器阈值降低;增益介质中散射颗粒密度的增加降低了随机激光器的阈值。     

铯原子介质中受激拉曼四波混频的光放大特性

实验研究了在铯原子介质中受激拉曼四波混频过程中,注入的探针光与所产生的共轭光的增益特性,具体比较了在探针场分别作为Stokes场和Anti-Stokes场情况下,增益随粒子数密度、泵浦光频率失谐的依赖关系,并分析了其增益谱线线型和谱宽.为进一步开展基于受激拉曼四波混频进行量子关联光束的制备提供了主要实验参数的选择参考.     

双Λ原子系统中的有效哈密顿量

用微扰论方法计算了光与双Λ原子系统相互作用的有效哈密顿量,计算结果表明,在考虑到二阶微扰项的情况下,有效哈密顿量合理地解释了拉曼过程所产生的非线性效应,从而可用于分析原子非线性引起的非经典效应随泵浦场的拉比频率、泵浦场失谐的变化关系.     

在Λ型三能级原子系统中实现光减速及光存储

在充缓冲气体的87Rb原子样品中, 通过探针光、耦合光与Λ型三能级原子相互作用过程中的量子干涉效应,产生了窄线宽的EIT透明窗口,由此实现了探针光群速度的降低.在最好的实验参数条件下,探针光群速度降低到c/42000.同时,研究了光群速减慢与介质温度、耦合光功率以及单光子频率失谐量之间的关系.在此基础上,通过控制耦合光与探针光的通断,实现了光脉冲在原子蒸汽中的存储与读取.     

87Rb冷原子EIT介质中光学信号存储与释放的实验研究

在87Rb冷原子介质中,利用电磁感应透明(EIT)动力学过程,实现了光学信号的存储与释放.实验研究了Larmor进动导致的释放信号崩塌和复原现象,结果表明,当提供量子化轴的磁场超过100 mG时,实验测量得到的拉莫尔周期与理论计算结果较好的相符,这为下一步开展量子存储研究提供了实验基础.     

高QKerr介质腔中对相干态场与Λ型三能级原子相互作用过程中光…

本文研究了一个位于高ＱＫｅｒｒ介质腔中的Λ型三能级原子与对相干态场相互作用系统中，Ｋｅｒｒ效应对光单模平均光子数，单模二阶相干性，以及Ｃａｕｃｈｙ－Ｓｃｈｗａｒｔｚ不等式的影响。     

少模光纤中信号光的超宽带拉曼放大

本文利用受激拉曼散射和受激四光子混频的联合效应，对少模光纤中波长连续可调的信号光进行放大研究。实验发现，在５６００－６１００的调谐范围内，波长的变化对放大倍数影响不大。文中分析了放大的机理     

光脉冲在激光放大介质中的非线性传播

 在考虑了激光放大介质中基质的克尔非线性效应和群速度色散以及活性粒子的增益分布后，导出了光脉冲在激光放大介质中传播的基本方程。并在光脉冲中心频率与介质增益峰值频率时重合时，对皮秒超高斯光脉冲在钕玻璃激光放大介质中传播的脉冲形状进行了分析讨论。     

光脉冲在激光放大介质中的非线性传播

在考虑了激光放大介质中基质的克尔非线性效应和群速度色散以及活性粒子的增益分布后,导出了光脉冲在激光放大介质中传播的基本方程。并在光脉冲中心频率与介质增益峰值频率时重合时,对皮秒超高斯光脉冲在钕玻璃激光放大介质中传播的脉冲形状进行了分析讨论。     

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介质中相干态光场与耦合Λ型三能级原子作用原子信息熵的性质

利用全量子理论研究了相干态光场与耦合全同Λ型三能级原子相互作用过程中原子信息熵的演化特性.讨论了系统初始状态、失谐量和原子间偶极相互作用强度及克尔系数对原子信息熵演化特性的影响.数值计算结果表明:原子信息熵的性质主要决定于原子初态和场的平均光子数的大小.失谐量、原子间的耦合常数和克尔系数对原子信息熵的演化规律也有明显的影响.     

含Kerr介质的Λ型三能级原子系统中光场的相位性质

研究了充满 Kerr介质的高 Q腔中与 Λ型三能级原子非共振喇曼作用的单模腔场的相位演化特性 ,分析了光场频率与原子本征频率的单光子失谐量和 Kerr介质对光场相位概率分布、相位扩散和相位频率漂移的影响 .     

Kerr介质中相干态光场与耦合Λ型三能级原子作用原子信息熵的性质

利用全量子理论研究了相干态光场与耦合全同Λ型三能级原子相互作用过程中原子信息熵的演化特性.讨论了系统初始状态、失谐量和原子间偶极相互作用强度及克尔系数对原子信息熵演化特性的影响.数值计算结果表明:原子信息熵的性质主要决定于原子初态和场的平均光子数的大小.失谐量、原子间的耦合常数和克尔系数对原子信息熵的演化规律也有明显的影响.     

含Kerr介质的Λ型三能级原子系统中光场的相位性质

研究了充满Kerr介质的高Q腔中与Λ型三能级原子非共振喇曼作用的单模腔场的相位演化特性,分析了光场频率与原子本征频率的单光子失谐量和Kerr介质对光场相位概率分布、相位扩散和相位频率漂移的影响.     

Π态双原子分子Λ分裂引起的量子干涉

为了从理论上解释Sun等在CO(A1 Π ,v =3 )和He碰撞实验中转动传能截面的反常现象 ,考虑一级含时波恩近似、长程相互作用势和直线轨道近似 ,建立了Π态双原子分子由于Λ分裂引起量子干涉的理论模型 .运用这一理论模型 ,成功的解释了实验中碰撞伴为He时转动传能截面的反常现象 :σε→ε′△J =0 <σε→ε′△J =± 1 .首先介绍了碰撞诱导转动传能中量子干涉效应的研究进展 ,然后建立了Π态双原子分子由于Λ分裂引起量子干涉的理论模型 ,最后对所得结果进行了讨论     

在受约束的原子反弹运动条件下的光放大和自组织现象

作为经典的集体原子反弹激光(CARL)的一种推广,同时为了获得高增益的连续激光输出,我们研究了当在CARL模型中引入对原子外部运动自由度的约束机制时光的放大和大量原子的合作行为.具体研究了在简谐振子Trap阱中原子的反弹运动与激光运转的关系,得到了系统的高增益泵浦条件和规则分立的增益谱结构.在简谐势中,泵浦场通过不断对原子运动谐振模的激发,使光场在某种共振条件下得到强烈地放大.我们通过对原子增益谱的分析,说明了这种分立增益谱形成的内在原因,发现在共振条件下,伴随着光放大,原子运动轨道在相空间中产生劈裂,这是起源于大量原子在相空间中合作运动而产生的另一种自组织现象,它类似于经典CARL模型中原子在自由空间自发形成的周期密度结构.我们将上述现象与Kuramoto模型中的多体耦合谐振子的合作效应做了比较.     

少周期脉冲激光在稠密的Λ型三能级原子介质中传播时的频谱分析

利用由预估校正法和时域有限差分法求解全波Maxwell-Bloch方程得到的数值解,研究了超短脉冲激光在稠密的三能级原子系统中的频谱演化规律.研究发现:不管是在稀疏介质中还是在稠密介质中,由于自相位调制作用,频谱均被展宽,而在稠密介质中频谱的宽度要远大于稀疏介质中的情况,这主要是由于近偶极-偶极作用导致的.在稠密介质中...     

双Λ型原子系统中制备相干叠加态的研究(英文)

本文讨论了在双Λ型原子系统中制备相干叠加态的方法:一个Λ型系统通过控制激光而另一个Λ型系统采用部分受激拉曼绝热通道的方法.在理论上分析了产生任意相干叠加态的可能性并且讨论了透热系统在产生相干叠加态过程中的重要性.研究表明,没有透热过程是不可能制备出任意的叠加态.应用数值方法验证理论分析是正确,并且指出任意叠加态的产生只与控制脉冲的时间延迟有关.