级联型四能级原子相干介质中的光学双稳态和多稳态

主要研究了在一单向环形腔内的级联型四能级原子被三个光场驱动的光学双稳态和多稳态行为. 三个单模光场通过三个光子跃迁路径与原子系统耦合. 在这种情况下,中间两能级间所加的耦合场Ω_B变得非常重要. 研究显示耦合场Ω_B的增加会使光学双稳态的阈值减小,同时也会导致光学多稳态的产生.对上面两能级间所加的耦合场的作用也进行了讨论,同时还讨论了探测场失谐和合作参数对光学双稳态及多稳态的影响. 关键词： 原子相干 光学双稳态和多稳态 四能级原子     

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。     

非线性光学腔中的相位调制光机械动力学

研究了Fabry-Perot光学腔中包含一个光学参量放大器来增强腔场与机械振子之间的耦合的光机械动力学行为.在解析边带机制下用量子郎之万方程具体研究了振子的涨落光谱、光学多稳态行为、机械阻尼与修正共振频移和基态冷却,通过数值解讨论了辐射压力诱导机械振子和腔场的稳态振幅所展现的光学多稳态行为,同时也分析了辐射压力引起的修...     

n型主动拉曼增益原子介质中的光学双稳态

研究了主动拉曼增益原子介质在单向环形腔中的光学双稳态．该系统是一个相干共振的n型四能级原子系统,可在室温下实现,有能级失谐量、原子数密度、抽运场、控制场等较多的可调参数,且有无增益的透明窗口．完全通过解析方法定量给出实现光学双稳态的条件,以及可调参数的取值范围,并进一步给出实现光学多稳态的条件,为实验上实现光学双稳态与多稳态提供了理论依据．     

双光子光学多稳态理论

本文系统地研究了双光子共振作用的光学多稳态理论。在平均场近似下求出的状态方程包含了动态斯塔克效应及弛豫时间参数。指出了在平均场近似下,F-P腔与单向环形腔的状态方程有基本相同的形式。分析了双光子光学多稳态的两种物理机构——克尔效应与饱和吸收效应。在一定条件下这两种效应的共同作用可导致双稳态、双双稳态及三稳态。进一步还给出了区分双稳态、双双稳态及三稳态的判别式。最后还研究了双光子四波混频位相复共轭反射率的双稳态及多稳态。 关键词：     

光学空间相干度双稳态

本文首次提出一种由相干度非线性调制得到的新型光学双稳态——空间双稳态及其作用无耦合和有交叉耦合情况下,经γ/υ和υ/ν变换反馈可得到多种形式的双稳态,且给出了几种情况下的稳态特性方程、参数选择区域以及翻转条件等.     

非线性光学腔中的相位调制光机械动力学

研究了Fabry-Perot光学腔中包含一个光学参量放大器来增强腔场与机械振子之间的耦合的光机械动力学行为.在解析边带机制下用量子郞之万方程具体研究了振子的涨落光谱、光学多稳态行为、机械阻尼与修正共振频移和基态冷却.通过数值解讨论了辐射压力诱导机械振子和腔场的稳态振幅所展现的光学多稳态行为,同时也分析了辐射压力引起的修正共振频移和机械阻尼与参量增益、输入激光功率和参量相位这三个因素的关系.此外,随着调节泵浦场的参量相位,振子的涨落光谱呈现简正模式分裂.通过精确求解最终有效声子数论证了基态冷却.结果表明,机械振子的冷却由初始浴温度、机械品质因数和参量相位这个三个因素控制.参量相提供一个新的方法来操控非线性光机械动力学.     

非旋波耦合条件下微波控制的光学双稳与多稳

研究了在非旋波耦合条件下微波场建立的原子相干对光学双稳与多稳的控制.通过改变微波场的初始相位,可以有效地控制双稳与多稳的存在与否、迟滞环宽度和阈值强度的高低.旋波和非旋波耦合在物理上可视为双色激发,耦合的能级分裂成无穷多个子能级,原来的裸态跃迁变成无穷多个不同频率的跃迁.这些跃迁的相干叠加决定了介质的非线性吸收与色散,相干叠加的结果取决于微波场的相位. 关键词： 原子相干 非旋波耦合 光学双稳与多稳 相位控制     

光学双稳性的静态稳定度和光强稳定器

本文讨论了光学双稳态光强稳定器特性的物理量——静态稳定度S.据此分析了几种光学双稳态器件在稳态条件下输出光强的稳定性.指出对这种稳定性而言多光束干涉器件优于双光束干涉器件;非线性反馈优于线性反馈,尤以指数反馈为佳.本文还报道了具有指数反馈的电光混合光学双稳态光强稳定器的实验结果,获得了S(?)50的较高稳定度.实验结果与理论计算结果相符.     

BILED／BILD组合回路的光学逻辑运算

利用激光二极管或发光二极管混合双稳态回路(BILD/BILED)的组合,得到了光学多稳态,光学异或逻辑门和光学R-S触发器.这种光电子学的逻辑回路与大规模集成技术完全相容,因此有希望应用于光学信息处理,光通信和光计算.     

在梯形四能级原子系统中的慢光和超光速传播

研究了梯形四能级冷原子系统的非线性光学行为,在一微波场耦合两上简并能级时双暗态共振将会出现。在合适的参数条件下,系统将表现出正常色散与反常色散之间的转变。改变耦合场和微波场的大小能够调控慢光和超光速间的转变。     

偶氮苯光致异构反饱和吸收的光学双稳态开关的理论研究

讨论了稳态条件下,反饱和吸收的偶氮苯分子光学双稳态的开关性能.先根据偶氮苯光致异构的理论模型,计算了影响偶氮苯反饱和吸收系数的因素,然后理论模拟其反饱和吸收的光学双稳态开关过程.模拟结果表明:基于偶氮苯分子的反饱和吸收可实现双稳态全光开关.增大偶氮苯分子的顺式基态吸收截面,减小热弛豫系数K能够降低反饱和吸收偶氮苯光学双稳态的开关能量;反式吸收截面大不利于反饱和吸收光学双稳态的形成.     

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.     

648nm激光雪崩抽运掺Tm晶体的本征光学双稳特性研究

理论研究了648nm激光雪崩抽运掺Tm晶体的本征光学双稳态.根据系统的非线性速率方程理论，推导出了稳态近似下雪崩阈值的解析表达式，数值研究了光子雪崩动力学响应、本征光学双稳性以及系统参数对光学双稳态的影响等.研究结果表明，648nm激光抽运下可以观察到掺Tm激光晶体的2μm荧光辐射本征光学双稳态，通过改变可控的实验参数能够实现对光学双稳回线环的形状调节.     

648nm激光雪崩抽运掺Tm晶体的本征光学双稳特性研究

理论研究了648nm激光雪崩抽运掺Tm晶体的本征光学双稳态.根据系统的非线性速率方程理论,推导出了稳态近似下雪崩阈值的解析表达式,数值研究了光子雪崩动力学响应、本征光学双稳性以及系统参数对光学双稳态的影响等.研究结果表明,648nm激光抽运下可以观察到掺Tm激光晶体的2μm荧光辐射本征光学双稳态,通过改变可控的实验参数能够实现对光学双稳回线环的形状调节. 关键词： 光学双稳 动力学 掺Tm晶体 光子雪崩     

微波驱动精细结构能级跃迁引起的电磁诱导负折射效应

本文通过建立Λ形四能级原子系统, 研究了微波驱动精细结构能级跃迁引起的电磁诱导负折射效应. 微波场作用于基态精细结构能级之间, 与不同精细结构能级之间的电偶极矩或磁偶极矩发生耦合, 使系统在某些频率处呈现负折射特性.同时, 两个耦合场各自激励一对基态和激发态之间的光学跃迁. 通过改变两个耦合场的频率失谐量控制负折射区域的频带宽度.结果表明, 耦合场失谐时出现负折射特性的频率范围比耦合场共振时迅速缩小, 而且耦合场负失谐和正失谐时的变化规律不同.     

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...     

Tm~(3+)/Yb~(3+)共掺激光晶体的本征光学双稳特性分析与参数优化

理论研究了650nm激光雪崩抽运Tm3+/Yb3+共掺激光晶体的本征光学双稳态.基于系统的非线性耦合速率方程理论,数值分析了Tm3+/Yb3+离子能级布居数的本征光学双稳性、系统参数对光学双稳态的影响和双稳迟滞回线的动态变化.数值结果给出了光子雪崩机制下Tm3+/Yb3+共掺激光晶体的可见与红外光谱发光的本征光学双稳态;指出了通过优化Tm3+/Yb3+离子浓度比,选取低声子能晶体基质和采用晶体冷却技术,以及调谐抽运光与Tm3+离子激发态跃迁能隙满足共振频率匹配,可以有效地增强本征光学双稳效应;通过微调谐抽运光波长和控制抽运光强变化速率,可以实现动态调控的本征光学双稳态.     

多光子光学双稳性的研究

本文给出了描述多光子光学双稳性和多光子激光的统一量子力学模型,得到了多光子光学双稳性和多光子激光的态方程,给出了计算多光子光学双稳住阈值的方法.对势函数进行分析之后,得到了静态稳定性判据和开关特性的物理解释,划分了多光子光学双稳特性曲线上的稳定区域和亚稳定区域,指出多光子光学双稳态实际上是多光于光学稳-亚稳双态.本文还讨论了多光子光学双稳态和多光子激光器中的相变问题.     

左手材料与非线性光学材料界面处的内光学双稳态

从理论及数值上研究了左手材料与传统非线性材料界面处的电磁波性质。发现在界面处出现一种新的现象——光学双稳态。入射光强、入射角以及左手材料与非线性材料的磁导率比值强烈的影响光学双稳态的行为。比较了不同的电磁模式对双稳态行为的影响。结果表明在相同的参数下，TE模式比TM模式更容易获得光学双稳态。