稳态无粒子数反转亚泊松激光的量子理论

在理论上研究了相干、非相干泵浦的常规三能级激光器的稳态和噪声行为，指出：在相干、非相干泵浦率与激光下能级自发辐射率可以比拟的激光非优化区，相干、非相干泵浦常规三能级激光器的输出光场都呈现亚泊松统计，但只有相干泵浦情况由于量子相干效应能产生无粒子数反转亚泊松激光，且噪声压缩水平高于非相干泵浦情况。     

泵浦光涨落对共振荧光压缩效应的影响

本文采用位相扩散模型研究由涨落的泵浦光驱动两能级原子产生共振荧光的统计特性.结果表明,随着泵浦光涨落大小变化,共振荧光的压缩效应,以及由零差探测得出的光场统计分布性质也随之变化.     

两种典型转换条件下的二次谐波系统在浑沌态下的光子统计

分别在好腔和坏腔两种典型的谐波转换条件下,数值分析了调制泵浦作用下的二次谐波产生系统的浑沌动力学行为.运用文献1给出的方法,在新的条件下研究了系统在浑沌态下的光子统计,结果表明仍为超Poisson分布,而且在某些情况下,浑沌态光场的光子数相对涨落甚至比热光场的光子数相对涨落还要大.最后得出了普遍性的结论;二次谐波系统在浑沌态下的光子统计为形式丰富多样的超Poisson分布,浑沌光场是一种强度高、涨落大的光场.     

微腔中单量子点的激光输出特性研究

研究一个四能级量子点耦合到单模光学腔中的量子系统,利用系统的主方程作数值模拟计算微腔中单量子点的激光输出强度随非相干泵浦的变化关系.结果显示量子点在泵浦作用下激光的输出有一个阈值;且量子点和腔模耦合强度增强时,产生激光的阈值明显减小,输出激光的峰值却增大.当泵浦作用继续增强到一定程度,因激光能级间的相干性被过强的非相干泵浦所破坏,单量子点激光输出变为零----出现了淬灭现象.     

纠缠相干光场对量子态最大演化速率的操控

考虑双模纠缠相干光场,将其中一束光场注入腔中与一个二能级原子发生共振相互作用,根据腔量子电动力学理论推导出原子系统的演化态.针对原子系统初始状态到目标演化态的动力学过程,利用量子速率极限时间概念来表征原子系统量子态的最大演化速率.通过调节双模纠缠相干光场的相干参数来操控原子系统量子态动力学过程中所能达到的最大演化速率.结果发现:与原子发生相互作用光场的相干参数在一定条件下可以对系统量子态的最大演化速率产生明显的影响;并且当该光场参数不能很好地来操控量子态的最大演化速率时,双模纠缠相干光场间的量子关联可以实现未参加相互作用光场参数对原子系统量子态最大演化速率的远程调控.     

双腔光力学系统中输出光场纠缠特性的研究

腔光力学系统中的光辐射压力可以使系统中的各个子系统之间产生量子纠缠,最近在腔光力学系统中的量子纠缠引起了人们广泛的关注.本文研究了双腔光力系统中关于输出光场之间纠缠的性质,发现:此系统中力学振子的弛豫速率和滤波器带宽以及非相等耦合对输出光场之间纠缠的大小有着非常显著的影响,特别是在相等耦合条件下,输出光场中心频率与光腔本征频率近共振时,滤波器带宽对输出光场纠缠有着显著的抑制作用;但是如果采用非相等耦合,则可以有效抵制滤波器带宽对纠缠的抑制作用,使输出光场纠缠得到大幅提高.研究结果可应用在光力耦合系统中实现量子态转换、量子隐形传态等量子信息处理过程.     

非临界压缩光场探测的实验方案研究

压缩态光场作为一种重要的量子光源,在量子计算、量子通信、精密测量等领域有广泛的应用前景.在非临界压缩光场产生的理论预测中,阈值以上泵浦的简并光学参量振荡器(DOPO)产生横向空间分布为一阶厄米高斯模式的非临界压缩光场,具有对泵浦光功率波动鲁棒性的量子特性,因此在实验中具有重要的应用价值.然而该非临界压缩光场的横向幅角随机旋转,导致无法利用本底探针光对其压缩特性进行稳定的平衡零拍实验探测.本文提出利用DOPO同时产生的与压缩光场空间正交的明亮光场作为本底探针光的实验探测方案.理论分析表明,该方案虽然引入了真空噪声,但可以很好地抵消压缩光场空间模式随机旋转引入的探测输出动态波动,得到3 d B的稳定探测结果,且对本底探针光的相位波动具有鲁棒性.因此该探测方案对于非临界压缩光场的实验研究具有重要的实用价值.     

双模压缩真空场与耦合双原子相互作用系统中光场的量子特性

研究了双模压缩真空场与耦合双原子系统中光场的压缩性质和相干性质.讨论了光场的初始压缩因子、原子-场耦合常数及原子间偶极-偶极相互作用常数对光场量子特性的影响. 关键词： 双模压缩真空场 耦合双原子系统 光场的非经典性质     

注入场噪声对非简并光学参量振荡器输出场量子纠缠特性的影响研究

连续变量量子纠缠态是量子信息研究中的一项重要的量子资源。实验上,通常使用非简并光学参量振荡器(NOPO)制备具有正交振幅和正交位相分量量子关联的量子纠缠态光场。本文详细分析了注入泵浦场噪声以及注入信号场和闲置场噪声对NOPO输出场纠缠特性的影响。结果表明,通过优化实验参数,可以减小NOPO注入场的噪声对NOPO输出纠缠光场的影响。同时,减小注入场的噪声,选取位相压缩的泵浦场、噪声关联的信号场和闲置场作为注入信号,可以进一步提高NOPO输出光场的纠缠程度。计算中选取的参数,以实验为依据,可以为实验中改善NOPO输出场的纠缠特性提供参考。     

优于12dB压缩态光场的产生与观察

压缩态、振幅压缩态和非经典相关态光场等均为非经典光场。压缩态体现着光场的一种新的量子特性,对它的研究有着重大的科学意义;而且因其电场正交相分量之一的量子噪声可低于散粒噪声极限(shot noise limit简称SNL)在光通信、光计算机、光学精密测量及光谱学、非线性光学中有着十分诱人的应用前景。 继非经典相关态光场产生与观察后,最近作者采用负反馈半导体激光器和平衡零拍探测器成功地产生并观察到了低于散粒噪声极限以下12dB的压缩态光场。本文所报道的产生压缩态光场的实验方案不同于业已报道的参量产生方案(如参量转换、四波混频等):首先实验利用半导体激光器作光源,经分束器将很少一部分光作为信号光束,而其主要部分光作为本振光束。没有用到光学腔,强泵浦光和非线性材料;其次,采用了信号光场量子涨落的     

连续波光阴极注入器的驱动激光器研究

 在连续波光阴极注入器的研究中,驱动激光器是一个关键技术,采用连续锁模振荡器的锁模输出作为种子源,用二极管连续泵浦放大,再连续倍频,可以产生符合注入器要求的激光脉冲列作为驱动激光。     

基于光路追踪方法的激光交叉束能量转移模型

提出一种基于几何光路追踪方法并可在流体模拟程序中实现在线计算的激光交叉束能量转移(CBET)耦合模型。借助由激光逆轫致吸收公式引入的泵浦激光功率密度在流体网格尺度上的计算公式,该模型可计算探针激光束中每根光线所携带的能量经过与泵浦激光场相互作用带来的损失(或增加),从而实现激光能量在束间的转移。反复迭代的计算方法解决了由于激光束间能量转移与光线历史相关并且束间强耦合带来的方程求解困难。模型很容易推广到多束激光束两两能量交换的情形,也可用于研究逆轫致吸收和激光等离子体相互作用等物理内容。     

Laser Micro-beam Manipulation System for Cells

This paper introduces a laser micro-beam system for cells manipulation. The laser micro-beam system comprises a laser scissors and a laser tweezers, which are focused by a Nd∶YAG laser and a He-Ne laser through a microscope objective, respectively. Not only the overall design of the laser micro-beam system is discussed, but also the design and choice of the critical components. A laser micro-beam system was constructed and anticipated experiment results were gained. Yeast cells can be successfully manipulated with the laser tweezers. Chromosomes can be successfully incised with the laser scissors.     

Laser Micro-beam Manipulation System for Cells

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｉｎｔｈｅｇｅｎｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ,ｔｈｅｂａｓｉｃｇｅｎｅｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓｕｓｅｄｉｎｔｈｅｗｏｒｌｄａｔｐｒｅｓｅｎｔａｒｅ“ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅｍａｎｉｐｕｌａｔｉｏｎｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ” .Ｔｏｔｈｉｓｋｉｎｄｏｆｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ,Ｔｈｅｒａｔｉｏｏｆｍａｎｉｐｕｌａｔｉｏｎｓｕｃｃｅｓｓｉｓ ｇｒｅａｔｌｙａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｆａｃｔｏｒｓｆｒｏｍｔｈｅｏｐｅｒａｔｏｒｓｂｅｃａｕｓｅｏｆｍａｎｕａｌｍａｎｉｐｕｌａｔｉｏｎａｎｄｃｏｎ…     

棱镜色散腔XeF(C-A)蓝绿激光线宽压缩

XeF(C-A)蓝绿激光的增益系数较低,仅为0.003 cm-1,要获得高能量窄线宽激光输出有一定难度。利用色散元件棱镜开展了高单脉冲能量窄线宽激光输出实验研究,结果表明:采用凹面输出镜的情况下,激光线宽可以压缩到约2.5 nm,激光输出能量最大为3.47 J;采用平面输出镜,激光线宽压缩到约0.7 nm,激光输出能量最大为2.93 J,激光光谱调谐范围最大可达到60 nm,在460～520 nm之间。     

时-空域波形优化延伸高次谐波截止能量的研究

在高次谐波发射三步模型的指导下,理论研究了三色场时-空域波形调控对谐波截止能量的影响．在时域调控下,通过改变三束激光场的强度比、相位和延迟时间获得了最佳的三色场时域波形．在该波形下,谐波截止能量得到最佳延伸．在空间调控下,在上述最佳波形的基础上选择适当的正向激光非均匀效应后,谐波截止能量得到了进一步延伸．并且,随着非均匀参数增大,谐波截止能量也可持续增大．通过分析激光波形、空间非均匀效应和谐波发射过程给出了谐波截止能量延伸的原因．并且,通过叠加部分谐波可获得脉宽为45as的单个脉冲．     

高亮度蓝光半导体激光光纤耦合实验研究

高功率蓝光半导体激光可广泛应用于高反射高导电材料的加工中。阐述了一种高效紧凑的高功率高亮度蓝光半导体激光光纤耦合的实现方法,将27只蓝光单管组成3×9阵列并耦合进100 μm/NA0.2的光纤中。研制出的光纤耦合模块可实现450 nm波段蓝光LD输出,功率约75 W,电光效率约28%,还可采用偏振合束进一步提升光纤耦合激光功率。     

猫眼腔激光器的横模变换与频率分裂

为了产生多种激光横模,以前的系统相对比较复杂,而且一般只能产生基横模和低阶横模,很难产生高阶横模,同时也很难观察到模竞争中一个频率抑制另一个频率的变化过程。基于猫眼谐振腔激光器和频率分裂技术,提出了一种新型的激光原理综合实验系统。该系统利用猫眼逆向器作为He-Ne激光器的一个腔镜,通过调节猫眼逆向器中两镜片间距可输出包括基横模、低阶横模、高阶横模在内的十余种典型横模,并可完成纵模、偏振、出光带宽等多种激光基本特性的实验。同时在基横模状态下,利用谐振腔内加入的石英晶体片可实现激光频率分裂及其频差调节。在此基础上又可实现完整的模竞争过程的观察。     

A novel picosecond distributed feedback dye laser arrangement for excimer laser pumping

A distributed feedback dye laser arrangement is described which can generate pulses at the subharmonic wavelengths of the main excimer laser lines (308 nm, 248 nm, 193 nm, etc.). The laser can be pumped with broadband lasers, such as the XeCl^* laserpumped dye laser with competing cavities. The laser is designed to be used as a part of a femtosecond, terawatt excimer laser system.     

Strong intensity variations of laser feedback interferometer caused by atmospheric turbulence

The significant variation of the laser output can be caused by feedback of a small part of laser beam, which is reflected or backscattered by a target at a long distance from laser source, into the laser cavity. This paper describes and analyzes theoretically and experimentally the influence of atmospheric turbulence on interference caused by laser feedback. The influence depends upon both the energy of feedback into the laser cavity and the strength of turbulence over a laser propagation path in the atmosphere. In the case of stronger energy of feedback and weak turbulence variance of fluctuation of the laser output can be enhanced by hundreds to thousands times. From our measurements and theoretical analysis it shows that these significant enhancements can result from the change of laser-cavity-modes which can be stimulated simultaneously and from beat oscillations between a variety of frequencies of laser modes. This also can result from optical chaos inside the laser resonator because a non-separabl