激光光腔内光场空间相干性的演化

基于激光谐振腔的理想开腔模型及其在空间频率域的相干模式理论,通过数值模拟分析了光腔内光场空间相干性的演化规律.以强度均匀的非相干光束为例,考虑了一系列硬边光阑的衍射效应对腔内光场相干性演化的影响,再现了腔内光场空间相干性的演化过程.数值计算结果表明：空间相干性随光场在腔内振荡次数的增加逐渐趋于完全相干,但对不同的光腔参量(如腔镜结构和腔镜面度),空间相干性在腔内的演化规律有很大的区别.     

四能级原子相干系统的探讨

对N型四能级原子与光场相互作用的原子相干效应进行了理论计算,讨论了能级衰减率、激光线宽以及基态间的驰豫对原子相干效应的影响。原子第四能级的衰减率、激光线宽以及基态间驰豫增大,原子相干性将会减弱。     

前言

正光场调控、传输及应用是当前国际光学与光子学领域的一个研究热点。光场调控一般可分为空域、时域以及时空域联合调控。空域调控主要是指调控光场振幅、偏振态、相位、空间相干结构等空间分布,以产生具有特殊空间分布的新型光场;时域调控主要是指调控激光脉冲形状、脉宽、啁啾以及相干特性,以产生极短极强激光。目前,光场调控研究主要涉及光场调控原理和技术、调控光场传输机理和特性、新型光     

q形变光场与级联型三能级原子相互作用中场的压缩效应

建立了q形变光场与级联型三能级原子相互作用的非线性理论,求得相互作用绘景中薛定谔方程的形式解,利用数值计算讨论了q形变对相互作用中场压缩效应的影响并与q-偶相干光场的情形做了对比分析。研究发现,q偏离1的程度越大,q形变对场压缩效应的调控能力越强,反映出q形变的非线性行为对量子相干性的干扰以及对量子特性的影响。当q→1时,恢复为普通线性理论。和q-偶相干光场的情形做的对比分析,反映出q-奇相干光场不仅不存在压缩效应,还会弱化压缩效应。这与q-偶相干光场和q-奇相干光场存在不同的量子效应的结论完全一致。     

湍流大气中随机粗糙表面激光回波空间相干性仿真

根据广义Huygens-Fresnel原理,推导了von Karman湍流谱条件下激光回波复相干度的理论解析式;基于湍流相位屏分步传输算法和随机粗糙目标表面模型,实现了激光回波光场的仿真计算.首先通过镜面反射回波光场的仿真分析,验证了算法的正确性;然后基于1.1 km的均匀传输路径,综合分析了随机粗糙目标表面特性和路径湍流强度对回波光场复相干度的影响.结果表明:回波光场的空间相干性随目标表面高度均方根的增大而降低,随目标表面相关长度的减小而降低;当表面相关长度远小于大气相干长度时,回波相干性会被严重破坏.该研究可为目标表面特性或利用已知表面获取路径湍流状态的相干探测提供有益的参考.     

与原子相互作用的相干光场的相位涨落和相干性的时间特性

根据Pegg-Barnett的相位理论和Glauber的光场相干性的量子理论,用dressed-atom态方法,研究了理想腔中与二能级原子相互作用的相干光场的量子相位涨落、量子相干性和光子数分布的时间特性。计算结果表明:在原子与光场的共振相互作用情形,原子的作用就象一个非线性滤波器;在描述光场的非相干性方面,光场的量子相位特性与量子相干性也是并协的。 关键词：     

激光器件 激光器结构与设计

TN242 2005053369 带有相位调制的光学谐振腔内光场空间相干性的演化= Evolution of complex spatial coherency of optical fields with spatial-phase modulation[刊,中]／徐婕(杭州师范学 院物理系．浙江,杭州(310012)),詹士昌∥量子电子学 报．-2005,22(3)．-372-376 基于激光谐振腔的理想开腔模型及其在空间频率域 的相干模式理论,通过数值模拟分析了含有相位调制型元 件的光学谐振腔内光场空间相干性的影响,讨论了产生这 种现象的物理机理。数值计算结果表明,空间相干性随光 场在腔内振荡次数的增加最终仍然会趋于完全相干,但对 不同的相位调制形式,光场空间相干性在腔内的演化情况 有很大的区别。图2参15(王淑平)     

双模激光场的二阶量子相干性及其时谱特性

根据光场相干性的量子理论,导出了双模激光场的二阶相干度g~(2)(z)和时谱公式,给出了三种特例情形下的结果.文章分析讨论了双模激光场的二阶量子相干性及其时谱特性,揭示了双模激光场g~(1)(z)的周期性和光子反相关效应,并探讨了B~(2)(z)时谱特性的可能应用. 关键词：     

量子光学的回顾和展望

本文简要地叙述量子光学发展的背景，着重介绍公认为近代量子光学奠基性实验的ＨＢＴ实验以及该实验所揭示的光场相干性的物理本质，进而引进相干态的概念，并由相干态表象导出非经典光场的量子实质．文中还阐明了光场典型的非经典效应、Ｊａｙｎｅｓ－Ｃｕｍｍｉｎｇｓ模型、单原子微波激射器（ｍａｓｅｒ）、腔量子电动力学等的研究现状和发展趋势．     

光场诱导的原子激光的量子相干性

基于伞量子理论,分别研究了几种重要的光场作用下,从原子玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)体耦合输出的原子激光的量子相干特性.结果表明,粒子数态光场诱导的原子激光总是反聚束的,相干态光场诱导的原子激光是任意阶相干的,而压缩相干态光场诱导的原子激光总是聚束的.表明用光场诱导产生的原子激光具有与初始光场完全相间的量子相干性质.     

稳态V型和Λ型无粒子数反转激光增益的比较研究

在相应参量取值相同的情况下,利用数值模拟的方法对比研究了封闭的V型和Λ型原子系统稳态增益随相干光场失谐量的变化规律.研究发现,这两种系统的稳态探测激光增益随探测激光场失谐量的变化曲线具有相似的形状,但数值上存在差异.这一现象与两种系统的原子相干性与粒子数分布的特点直接相关.另外,还发现驱动激光失谐及由于自发辐射诱导相干导致的原子相干性的增强能显著影响探测激光增益. 关键词： 无粒子数反转激光 失谐 原子相干性 粒子数分布     

光波场的相干性（上）

本文给出了描述光场相干性的基本物理量．从迈克尔逊干涉实验出发，讨论了时间相干性．以矩形谱线的光源为例，计算了时间相干度．简要介绍了傅里叶变换光谱学原理．同时从杨氏干涉实验出发，讨论了空间相干性、准单色光的干涉以及相干性的传播规律及其在迈克尔逊测量干涉仪上的应用．     

稳态V型和A型无粒子数反转激光增益的比较研究

在相应参量取值相同的情况下,利用数值模拟的方法对比研究了封闭的V型和A型原子系统稳态增益随相干光场失谐量的变化规律.研究发现,这两种系统的稳态探测激光增益随探测激光场失谐量的变化曲线具有相似的形状,但数值上存在差异.这一现象与两种系统的原子相干性与粒子数分布的特点直接相关.另外,还发现驱动激光失谐及由于自发辐射诱导相干导致的原子相干性的增强能显著影响探测激光增益.     

全息剪切干涉法测量光场相干性

本文主要描述用全息剪切干涉来测量光场相干性的方法,给出非相干光源的空间和时间相干性测量的一些实验结果,以及对铜蒸气激光束相干性的测量实例,对其应用前景作粗略的讨论。     

宽带低相干光单次时间相干性测量研究

传统测量光束时间相干性的方法是通过机械扫描的方式实现的,这种方法不能够实现单次测量,而且对于相干时间较短的宽带光测量误差较大。本文提出了一种单次时间相干性测量的新方法,通过给迈克尔逊干涉仪的反射镜引入楔角,使光束波前产生随位置变化的延迟差,可从单次测量的一幅干涉图中计算提取出光场完整的时间相干性信息。实验中测量了不同宽带入射光的时间相干性,均与理论结果吻合较好。单次时间相干性测量的方法将为高功率宽带激光装置提供更为方便的时间相干性测量手段,提高实验测量效率。     

应用微泡胶片测定CO_2激光的波长、发散度和空间相干性

目前,CO_2红外激光的记录介质还比较缺乏,我们曾经使用微泡胶片对CO_210.6微米的激光模式结构进行过记录和测量。现在,我们又用该种胶片记录了CO_2远红外激光产生的双光束干涉图,测定了CO_2激光的波长、远场发散角以及光场分布。初步研究了CO_2激光的空间相干性,求出在一定条件下复相干度因子。实验表明,应用微泡胶片记录CO_2激光具     

锁模激光脉冲序列的量子理论

本文发展了一种描述锁模激光脉冲序列输出的全量子理论.采用“相干叠加”模型,即认为从多模相干态光场不同模吸收光子后的原子态是相干的,耦合形成相干组合态.考虑锁模激光各模式间相位关系.用多模相干态描述光场,应用预解算符和投影算符推导演化算符,使本方法可统一处理锁模激光脉冲序列输出及原子的共振多光子过程.     

激光阵列部分相干合成的光束质量

由于单束激光部分相干性和相位控制系统带宽性能的限制,大功率激光阵列的相干合成一般只能取得部分相干合成的效果。对存在相位控制残差情形下部分相干合成光束在真空中的传输特性进行分析,推导激光阵列在远场光强的解析表达式。对单束激光的相干性以及相位控制残差对合成光束质量的影响进行了定量计算。     

与双模场依赖强度耦合下多光子通道中原子比 特周期量子回声产生和调控

旋波近似条件下,运用全量子理论研究了与双模相干光场依赖强度耦合多光子通道中原子比特周期量子回声的产生和控制. 采用数值计算的方法,讨论了双模相干光场平均光子数分布形式、分布范围及原子跃迁时吸收(或发射)的光子数k对原子比特态保真度演化的影响,获得了产生和控制原子比特周期量子回声的系统参量;根据纠缠理论,分析了原子比特态保真度演化与原子约化熵演化的关联. 结果表明:在k=1的双光子过程中,调控光场平均光子数呈对称或不对称分布,当它的取值在一定范围内,原子比特保持良好的相干性和保真度,产生周期量子回声; 对于k≥2的多光子过程,原子比特与双模相干光场始终处于最大纠缠,因此导致了原子比特始终处于部分失真状态,不产生周期量子回声. 本研究揭示了周期量子回声产生的物理实质是原子比特与光场周期性退纠缠.     

q形变偶相干光场与Ξ型三能级原子相互作用中场的压缩效应

建立了q形变偶相干场与Ξ型三能级原子相互作用的非线性理论,求得了在相互作用表象中薛定谔方程的形式解及其在该形态下的期望值。数值计算结果表明,q形变对相互作用中场压缩效应有着很强的调制能力,这是q形变非线性行为对量子相干性干扰以及对量子特性影响的内在反映。当q→1时,恢复为普通的偶相干光场线性理论。