调谐耦合场作用下的电磁诱导透明和增益

在通常的A型三能级系统中,耦合场和探测场分别与一对光学跃迁能级发生相互作用,使探测吸收曲线上出现线宽极窄的电磁诱导透明(Electromagnetically Induced Transparency,EIT)特性.本文采用调谐耦合场同时激励两个基态精细结构能级与激发态能级之间的跃迁,使系统同时呈现EIT和自发诱导相干...     

射频驱动下电磁诱导透明窗口的分裂和增益的出现

在Λ型三能级系统的基础上引入两个共振射频场, 通过详细讨论系统的探测吸收特性随两个射频场Rabi频率取不同值时的变化规律, 得出电磁诱导透明(EIT)的分裂规律以及EIT上出现增益现象的产生条件.研究结果表明: 两个射频场对系统所起的控制作用不同, 控制基态精细结构能级之间跃迁的射频场对EIT的分裂起作用, 而控制激发态精细结构能级之间跃迁的射频场不会导致EIT的分裂; 而且, 只有当控制基态精细结构能级之间跃迁的射频场的Rabi频率大于控制激发态精细结构能级之间跃迁的射频场的Rabi频率时, 才能产生EIT与增益相叠加的新特性. 关键词： 射频场 电磁诱导透明 增益 精细结构能级     

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.     

调谐耦合场作用下的无反转光放大

 讨论了调谐耦合场作用下的Λ型三能级系统中的无反转光放大（AWI）现象,调谐耦合场同时激励两个基态精细结构能级与激发态能级之间的跃迁,使系统同时呈现电磁诱导透明（EIT）和自发诱导相干凹陷两种特性,而且当调节这个耦合场的频率失谐量在某一特定范围时,系统会在EIT信号上叠加出现AWI现象。研究结果表明：该系统中EIT和自发诱导相干凹陷之间存在能量转移现象,当EIT上出现AWI现象时,虽然激发态能级与基态能级之间没有出现粒子数反转,但是两个基态精细结构能级之间出现了粒子数反转。     

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.     

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.     

阿秒极化拍的V型三能级对称二阶相干理论

基于两单光子过程的相位共轭二阶极化干涉，从理论上研究了V型三能级系统在阿秒量级的对称和频极化拍频（SFPB），考虑了抽运光束为窄带线宽或宽带线宽的情形，发现测得的信号对任意带宽的马可夫随机光场的统计特征非常敏感，其在测量偶极禁界跃迁两激发态之间的能级和时并不受激光线宽的限制，仅取决于光学跃迁均匀增宽，而且可以得到消除多普勒增宽的测量精度.在窄带情形下，场关联对SFPB信号影响很弱.在宽带情形下，SFPB信号表现出共振 非共振交叉关联.SFPB作为一种阿秒超快调制过程，从理论上说它可以扩展到任何和频能级系统. 关键词： 阿秒 和频 极化拍 二阶相干     

在缀饰场中四能级“Ladder”系统的布局数转移

利用"反直觉"频率啁啾激光脉冲分析了偶能级ladder系统的布局数迁移,其中在缀饰激光场作用下N-2个中间态进行耦合.作为偶能级ladder系统的代表,我们着重分析了四能级ladder系统.研究发现如果缀饰激光场足够强且发生共振,则在能级1和能级4之间发生完全布局数迁移必须要求有一个恰当的脉冲叠加面积,调谐pump激光和stokes激光,使其中一个缀饰中间态发生共振,则可以使这个四能级系统简化为三能级系统.     

探测功率展宽效应引起的电磁诱导透明向电磁诱导吸收的转化

本文对准L型四能级系统中探测功率展宽效应引起的非线性效应进行了理论研究.准L型四能级系统包括三个基态精细结构能级和一个激发态能级,除光学耦合场和探测场分别激励一个基态精细结构能级和激发态能级之间的跃迁外,附加了一个射频驱动场作用于其中一个基态精细结构能级和另一个新的基态精细结构能级之间,并通过与耦合场驱动共同能级建立量子相关性.研究结果表明,在射频驱动场的辅助激励下,探测功率展宽效应不仅可以使EIT的线宽增宽,还能引起吸收曲线中的类色散特性,使EIT最终变化为EIA.     

探测功率展宽效应引起的电磁诱导透明向电磁诱导吸收的转化

本文对准型四能级系统中探测功率展宽效应引起的非线性效应进行了理论研究。准型四能级系统包括三个基态精细结构能级和一个激发态能级,除光学耦合场和探测场分别激励一个基态精细结构能级和激发态能级之间的跃迁外,附加了一个射频驱动场作用于其中一个基态精细结构能级和另一个新的基态精细结构能级之间,并通过与耦合场驱动共同能级建立量子相关性。研究结果表明,在射频驱动场的辅助激励下,探测功率展宽效应不仅可以使EIT的线宽增宽,还能引起吸收曲线中的类色散特性,使EIT最终变化为EIA。     

三能级级联型介质的正常色散与反常色散

建议利用三能级级联型介质实现从正常色散到反常色散的变换.在级联型介质中,两个偶极跃迁分别与两个不同的相干场耦合.探测场或者与上跃迁耦合,或者与下跃迁耦合.利用谐振展开方法把介质密度矩阵元方程组转换成在定态条件下系数不依赖时间的方程组,然后用逆矩阵求解,并用此解求得介质的吸收与色散谱.结果表明,对于每一种情形,在同一频率区域系统既能呈现正常色散,也能呈现反常色散.通过改变耦合到探测跃迁的驱动场强度,可以实现从正常色散到反常色散的转换.级联系统与Λ和V系统之间呈现两个差别.第一,如果利用Λ和V系统的两个跃迁同时与探测场耦合获得色散转换,则需要利用近简并能级,而本方案利用缀饰态获得等价的近简并能级,其间距由相应驱动场强度进行控制.第二,如果利用Λ和V系统的单个跃迁耦合探测场建立色散转换,当退耦合态起主要作用时,系统不能产生色散转换,而级联系统不涉及退耦合态.     

四能级系统中五阶极化拍频的理论研究

研究了四能级系统中基于五阶极化的拍频效应,考虑了抽运光束为窄带线宽或宽带线宽的情形．发现其对能级分裂的测量精度决定于光学跃迁的均匀增宽．也就是说,这种技术在测量与基态是偶极禁戒跃迁的两激发态之间的能级分裂时,可得到消除多普勒增宽的精度． 关键词：     

基态精细结构能级之间的量子相干引起的非线性效应

讨论了级联四能级系统中基态精细结构能级之间的量子相干引起的非线性效应。耦合场同时激励激发态的下精细结构能级和基态的两个精细结构能级之间的光学跃迁使系统中出现新吸收峰。研究结果表明,基态精细结构能级之间的粒子弛豫速率越小,量子相干效应越显著,但是增大耦合场的Rabi频率会削弱这种量子相干效应。     

强场与级联型三能级原子相互作用中原子的偶极压缩效应

采用数值计算方法研究了强相干初态光场与级联型三能级原子相互作用中原子的偶极压缩效应结果表明:级联型三能级原子偶极算符的两个正交分量均呈现出周期性的压缩现象,原子存在偶极压缩,且压缩的最大深度比弱场作用情况下要深得多;随着n值的不断增大,偶极算符两个正交分量的振荡频率随之增大,场与原子的非线性耦合越来越强,且振荡重复地出现复苏缩现象.     

基态精细结构能级之间的量子相干引起的非线性效应

讨论了级联四能级系统中基态精细结构能级之间的量子相干引起的非线性效应。耦合场同时激励激发态的下精细结构能级和基态的两个精细结构能级之间的光学跃迁使系统中出现新吸收峰。研究结果表明,基态精细结构能级之间的粒子弛豫速率越小,量子相干效应越显著,但是增大耦合场的Rabi频率会削弱这种量子相干效应。     

四能级原子系统中的电磁诱导吸收

以三个电偶极跃迁(中间跃迁作为探测跃迁、两边分别是耦合跃迁和控制跃迁)构成N型四能级系统为例，研究介质对探测光的吸收.揭示了在N型四能级系统中，既可产生电磁诱导吸收又可产生电磁诱导透明.这不仅取决于非相干转移率的大小，而且还取决于耦合场、控制场的强度和第四个简并能级的衰减速率大小. 关键词： 电磁诱导吸收 电磁诱导透明 原子相干的自发转移 能级的衰减速率     

耦合三能级原子与光场相互作用中系统的动力学行为

讨论了包含两个全同的三能级原子之间偶极矩相互作用的Jaynes-Cummings模型，并就Λ，Ξ和V三种能级构型建立了系统的动力学方程，特别在能级简并情况下讨论了具有Λ型能级的两个原子之间偶极相互作用及原子的初态和系统的失谐量对光场的统计性质和原子行为的影响。     

闭合Λ型4能级系统中的电磁诱导透明和电磁诱导吸收

准Λ型4能级系统具有电磁诱导吸收(EIA)和电磁诱导透明(EIT)两种特性.准Λ型4能级系统包括两个基态精细结构能级和两个激发态精细结构能级,除光学耦合场和探测场外,附加了一个射频场作用于两个激发态精细结构能级之间.若对此系统进行拓展,在两个基态精细结构能级之间引入一个驱动场,则构成4场作用下的闭合Λ型4能级系统.本文对新引进的驱动场的作用规律进行了重点研究.研究结果表明,当驱动场和射频场的Rabi频率满足不同关系时,系统呈现EIA或EIT两种不同特性,探测吸收曲线的整体轮廓也随之改变.     

高激发态原子的相干效应

本文以高激发态原子为研究对象, 由基态、激发态和高激发态能级形成阶梯型三能级系统, 理论上求解阶梯型三能级系统的密度矩阵方程, 研究了高激发态原子的相干效应, 计算获得探测光的吸收和色散曲线. 并研究了高激发态原子间相互作用以及外加电场对相干效应的影响. 结果表明, 外加场可以使吸收和色散曲线产生频移.