磁场中的电磁感应光透明及两场驱动下的多透明窗

论文摘要

自从1984 年Knight 提出电磁感应光透明之后,十几年来,关于电磁感应光透明的理论和实验研究都得到了长足的发展。简单地讲,电磁感应光透明(Electromagnetically Induced Transparency),简称EIT,就是通过外加电磁场来改变介质对光的吸收特性,使得某频域内本应被介质吸收的光透过介质。本论文讨论的中心是通过磁场和多场驱动来实现多透明窗的问题。本论文分五部分,具体内容如下: 第一部分:介绍电磁感应光透明的历史、现状; 第二部分: 系统地讲解处理场和物质相互作用的半经典理论,它是本论文的理论基础。第三部分:先用密度矩阵方法处理在Rb 原子的单透明窗口;并考虑了不同模型的消多普勒问题;然后对铷原子由于在磁场中发生塞曼分裂来实现EIT 问题进行了详细的理论研究。第四部分:本实验的完整介绍。详细的给出了实验中应该注意的事项、细节以及相关的实验准备工作。并完整的介绍了本实验的具体过程,给出了实验中所有用到的信息和参数。我们针对磁场方向垂直和平行激光传播方向两方面来实现磁场中电磁感应光透明的研究。另外,结合前一部分的理论我们对实验结果进行了详细的模拟。第五部分:我们提出了一个多场驱动下的四能级原子模型,此模型在两个相干光场的驱动下可以呈现出三个或者两个透明窗口。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 电磁感应光透明的机理和三种基本形式
• 1.2 电磁感应光透明的研究历史与现状
• 1.3 本论文简介
• 第二章 场与物质相互作用的半经典理论基础
• 2.1 描述物质与场相互作用的量子力学方程
• 2.1.1 原子与场偶极近似下的相互作用哈密顿量
• 2.1.2 原子中电子的密度算符及其方程
• 2.1.3 相互作用图象
• 2.1.4 原子算符表示下和旋转波近似下的原子与场相互作用哈密顿量
• 2.2 描述物质与场相互作用的经典波场的复振幅方程
• 2.3 极化强度的密度矩阵元表示及复极化率
• 第三章 电磁感应光透明及磁场中电磁感应光透明的理论研究
• 3.1 三能级Λ型系统的电磁感应光透明
• 3.2 对经典Λ三能级系统电磁感应光透明现象的物理图像分析
• 3.3 消多普勒技术及其计算（对Λ模型而言）
• 3.3.1 探测光和耦合光相向对打在原子上时
• 3.3.2 探测光和耦合光同向打在原子上
• 3.4 磁场中电磁感应光透明的理论研究
• 3.4.1 原子模型描述和理论推导
• 3.4.2 理论计算
• 3.4.3 数值结果和讨论
• 第四章 铷原子磁场中电磁感应光透明的实验研究
• 4.1 铷原子与本实验有关的能级结构和常数
• 4.2 实验的装置图和使用的仪器
• 4.3 实验结果与讨论
• 第五章 一个四能级相干驱动原子系统中的多透明窗
• 5.1 原子模型及密度矩阵方程
• 5.2 数值分析
• 5.3 本章小结
• 论文总结
• 参考文献
• 发表论文情况
• 中文摘要
• 英文摘要
• 致谢