原子相干效应的研究

论文摘要

原子相干效应是目前激光物理与量子光学领域的重要前沿课题之一。最近的研究表明,原子相干产生很多的新效应,如电磁诱导透明、相干布局捕获、慢光速到超光速的转换等。这些新效应对光学介质相干性质的控制、频率转换激光的产生、光信息存储和传播等方面具有巨大的应用前景。 本文研究了原子相干效应:一是在单个相干泵浦场驱动的近简并V系统中获得慢光速到超光速的转换,二是在不满足相干布居捕获条件下,我们可以在A系统和级联系统里获得有效的参量放大。 首先考虑的是慢光速到超光速的转换。系统的模型是,单个相干场驱动近简并的V系统,并且它的频率与V系统中的两个偶极跃迁的平均频率共振。通过增加驱动场的强度,光学介质的色散性质由正常色散向反常色散转换,导致光的传播速度由慢光速到超光速的转换。 其次考虑的是四个场之间的量子相干和干涉产生的有效参量放大。系统研究的模型是驱动的∧系统和级联系统。与普遍存在的观点相反,我们发现相干布居捕获不是产生有效参量放大的关键,驱动∧系统在不满足相干布居捕获条件下比满足相干布居捕获条件下产生的信号大。并且通过对比驱动的的人系统和级联系统,揭示了驱动级联系统比驱动的人系统更有效实现参量放大的优势:(ⅰ)在相同参数条件下,驱动级联系统参量放大产生的信号比驱动∧系统在相干布居捕获条件下产生的信号要大。(ⅱ)驱动级联系统在一定范围内,通过控制一个或者两个泵浦场与原子跃迁频率的失谐量大小可以有效提高参量放大过程。(ⅲ)在入射场强度相等的条件,驱动级联系统非共振时产生的信号比共振时产生的信号强,这从实验上放宽了激光场与原子共振的

论文目录

• 第一章 基本理论
• §1.1 二能级原子与光场的相互作用
• §1.2 相干布居捕获
• §1.3 电磁诱导透明和慢光速
• §1.4 超光速
• §1.5 慢光速到超光速的转换
• §1.6 参量放大
• 第二章 在单个相干场驱动三能级V系统中实现慢光速到超光速的转换
• §2.1 模型与方程
• §2.2 主要结果
• §2.3 修饰态分析
• §2.4 小结
• 第三章 在非相干布居捕获条件下实现有效的参量放大
• §3.1 驱动Λ系统
• §3.2 驱动级联系统
• §3.3 小结
• 第四章 总结与展望
• 参考文献