多普勒展宽非匹配Λ能级系统的无反演增益效应

多普勒展宽非匹配Λ能级系统的无反演增益效应

一、多普勒加宽非匹配Λ型能级系统的无反转增益效应(论文文献综述)

李家华[1](2007)在《量子相干介质的非线性光学性质及其相关现象的研究》文中提出本文主要研究量子相干介质中的非线性光学性质及其应用,更确切地说是在冷原子介质和半导体量子阱材料中,对光学非线性的增强效应、超慢光孤子、高效混频转换、光学双稳和多稳态的控制、自发辐射谱线的相干调控以及光在稀薄和稠密冷原子介质中的动力学性质作了理论研究。主要内容有:(1)阐述了仅利用一个低强度脉冲激光辐射,在一种长寿命增宽的三能级冷原子介质中超慢亮暗光孤子的有效生成。(2)研究了在三能级V型原子介质中借助一个微波共振辐射,二激光脉冲间非线性转化的潜在性。结果表明当一个弱泵浦激光脉冲被运用时,微波驱动场的出现能够导致具有高转化效率新激光脉冲的参量生成。(3)分析了在一个普通N型原子系统中混合吸收色散型的光学双稳态和多稳态,该系统通过一个单向环形腔由一个简并探测场和一个相干耦合场激发。发现光学双稳态可以通过调节这个耦合场的强度和频率失谐来控制,而多稳态能够在合适的频率失谐情况下被观测到。还探讨了原子合作参数对光学双稳态性质的影响。(4)分析了具有非对称双量子阱系统的介质,受到一个单向循环腔内的探测激光场的相干驱动,发生带间跃迁,产生可调谐的Fano型干涉时,吸收-色散混合型光学双稳态行为。研究发现,通过调节两个激发态的能级分裂宽度(即量子阱的耦合强度)、Fano型干涉和频率失谐,光学双稳态得到有效控制。还讨论了电子合作参数对光学双稳态的影响。同时,分析了基于不对称隧穿耦合双量子阱中间带跃迁的光学双稳态行为,这一量子阱是由探测光场和控制光场通过一个单向环型腔来驱使的。证明了可以通过调谐隧穿耦合的两电子能级间的能级分裂、控制场强度和频率失谐来控制光学双稳态,并讨论了电子合作参数对光学双稳态的影响。(5)运用一个射频或微波场驱动一对基态超精细跃迁,研究了四能级和五能级两种原子系统的自发辐射光谱特性。研究发现了一些有趣的现象,如谱线变窄、谱线增强、谱线抑制及荧光淬灭能够通过调节射频驱动场的相位、频率和强度来实现。在耦合和射频驱动场的缀饰态绘景中,该五能级原子系统相当于一个存在多通道自发辐射相干效应的真实原子系统。鉴于不存在(或者尚未发现)具有自发辐射相干效应的真实原子系统,文章等于提出了一种开展相关实验研究的可行性方案。(6)考虑到近偶极(NDD)相互作用下的密度依赖,从理论上研究了被单模探测激光驱动的三能级和四能级原子在光密介质中的非线性吸收―色散响应和布居动力学特性。通过数值计算预测了NDD效应对探测场的吸收―色散谱和布居动力学的影响。(7)通过引入一个附加信号场的扰动,在一个五能级原子系统中研究了在双暗态共振作用下的探测放大响应。研究发现,通过适当调节微波驱动场和信号激光场的强度,就能实现有或者没有布居反转的探测放大增强。根据量子干涉和缀饰态理论我们定量地解释了产生这些结果的物理机制。(8)研究了存在双暗态共振相互作用的五能级原子系统中双光子吸收的特征。结果发现,双光子吸收在两个不同频率处由于两相干耦合场而被完全禁止;原子系统存在抑制双光子吸收的双电磁诱导透明窗口。双光子透明窗口的位置及其宽度可以通过适当调节频率失谐量和两耦合场的强度来控制。另外,在双光子吸收谱中可以观察到一个增强窄中心谱线,这可能在精细光谱学中有所应用。从物理的观点来看,根据由三个不同双光子激发通道导致的量子干涉效应在修饰态绘景中对这些结果做了详细解释。总之,本论文的研究不仅有助于理解和掌握冷原子介质和半导体量子阱材料中相干非线性光学的新特性,而且对光信息的存储和提取、原子的相干操纵、全光开关、高精度非线性光谱学和量子信息学等高新技术的研发也大有裨益。

张衍亮[2](2002)在《原子、分子和离子多能级系统中的量子干涉及光辐射研究》文中认为原子、分子和离子体系中的量子干涉效应是近年来激光物理和量子光学领域的一个研究热点。基于量子干涉效应,产生了许多新的物理现象和效应,如相干布居捕获、无反转激光、电磁感应透明和自发辐射相消等。因而对多能级系统的量子干涉及其相关因素的研究不仅具有重要的学术意义,而且具有较好的应用前景。 本文首先讨论了影响量子干涉的因素。以∧型能级系统为例,研究了多普勒加宽对无反转增益的影响。计算表明:在探测场波长远大于耦合场波长情况下,虽然耦合光的拉比频率远小于多普勒加宽,但是无反转增益依旧存在,而且强于匹配能级的增益。针对实际的实验条件,考虑了一种影响量子干涉的新的因素-四波混频场,研究了四波混频场对双光子探测的∧-型能级体系的EIT的影响,发现四波混频场能够导致双光子探测的EIT线型的不对称,在此基础上,讨论了不同探测场的传播方式对EIT的影响, 针对分子中实际存在的包含有微扰能级的不同多能级系统,我们分别采用缀饰态绘景下的密度矩阵方程和Weisskopf-Wigner近似下的密度矩阵方程详细地讨论了电磁感应透明、自发辐射的干涉相消和相长、双暗态共振和双电磁感应透明现象。分析了微扰能级的间隔和叠加程度、激光功率以及中间能级的失谐对量子干涉效应的影响,实验上观察了包含有一对微扰叠加中间能级的菱形四能级系统中的双光子激发现象,发现微扰能级的相干叠加可增强双光子吸收。理论计算与实验结果符合很好。 本论文还报道了钠原子-分子以及原子-原子之间的碰撞动力学过程对相应辐射线型和强度的影响,并进行了理论分析。理论分析与实验结果一致。此外还研究了掺杂在固体Y2SiO5中的pr3+的光泵红外受激辐射和能量转移上转换,分别测得了红外受激辐射的阈值能量和发散角,并拟合得出了能量转移速率。

张衍亮,蒋秀丽,孙真荣,丁良恩,王祖赓[3](2001)在《多普勒加宽非匹配Λ型能级系统的无反转增益效应》文中认为对Λ型能级系统连续波无反转增益效应的研究表明 ,在耦合光的拉比频率小于多普勒宽度的情况下 ,多普勒加宽的非匹配能级系统 (耦合光波长λc 小于探测光波长λp)的无反转增益不仅存在 ,而且还强于匹配系统 (λc=λp)的无反转增益 ,文中从与无反转增益紧密联系的电磁感应透明 (EIT)的角度对这一现象作了解释

二、多普勒加宽非匹配Λ型能级系统的无反转增益效应(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、多普勒加宽非匹配Λ型能级系统的无反转增益效应(论文提纲范文)

(1)量子相干介质的非线性光学性质及其相关现象的研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 工作背景介绍及研究的现状
    1.2 本论文的研究内容简介及研究意义与创新
2 理论基础与工具
    2.1 描述量子系统的三种基本图像
    2.2 光与物质相互作用的半经典理论
    2.3 光与物质相互作用的全量子理论
    2.4 缀饰态理论和EIT
    2.5 缓变波幅方程及其相移、能耗和时延
    2.6 极化强度/极化率的两种表示方法
    2.7 自发辐射的 Weisskopf-Wigner 理论
    2.8 自发辐射相干理论
    2.9 拉普拉氏变换及相关理论
3 三态冷原子介质中仅使用一束脉冲激光的超慢光孤子
    3.1 引言
    3.2 模型与非线性演化方程
    3.3 小结
4 三能级原子介质中辅助微波诱导相干的高效三波混频
    4.1 引言
    4.2 三波混频方案和耦合方程
    4.3 结果分析和讨论
    4.4 小结
5 N-型原子介质中通过原子相干的光学双稳态和多稳态
    5.1 引言
    5.2 模型与动力学方程
    5.3 数值结果与讨论
    5.4 小结
6 半导体介质中光学双稳态的相干控制
    6.1 引言
    6.2 非对称半导体量子阱系统中光学双稳态的相干控制
    6.3 隧穿耦合双量子阱中光学双稳态的相干控制
    6.4 本章小结
7 自发辐射光谱的调控和复合型自发生成相干的模拟
    7.1 引言
    7.2 双暗态共振的五能级原子系统自发辐射光谱的调控和复合型自发生成相干的模拟
    7.3 环形原子介质中自发辐射光谱的调控
    7.4 本章小结
8 光密介质中的非线性吸收色散响应和布居动力学
    8.1 引言
    8.2 单模激光在三能级原子光密介质中的非线性吸收和色散响应
    8.3 单模激光在四能级原子光密介质中的非线性吸收增益响应和布居演化
    8.4 本章小结
9 双暗态共振五能级原子系统中的探测放大响应
    9.1 引言
    9.2 原子模型和密度矩阵方程
    9.3 稳态分析和讨论
    9.4 小结
10 双暗态共振引起的窄谱线增强和双电磁诱导双光子透明
    10.1 引言
    10.2 理论模型和运动方程
    10.3 数值结果和定性分析
    10.4 实验方案
    10.5 小结
论文总结与展望
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表的论文目录

(2)原子、分子和离子多能级系统中的量子干涉及光辐射研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 相干布居捕获
    1.2 EIT的理论研究
        1.2.1 EIT的机制
        1.2.2 EIT的理论进展
    1.3 EIT的实验进展
    1.4 对EIT的影响因素
    1.5 EIT的应用
    1.6 自发辐射的量子干涉效应
    1.7 分子中的量子干涉效应
    1.8 本文的工作
    参考文献
第二章 ∧-型能级体系中多普勒加宽增强的无反转增益
    2.1 引言
    2.2 理论模型
    2.3 计算结果与讨论
    2.4 结论
    参考文献
第三章 四波混频场对双光子探测的电磁感应透明(EIT)影响的研究
    3.1 引言
    3.2 理论模型
    3.3 解析计算结果
        3.3.1 解析式的推导
        3.3.2 四波混频场对EIT线形影响的讨论
    3.4 探测场的传播方式对EIT的影响
    3.5 四波混频场的强度对EIT的影响
    3.6 结论
    参考文献
第四章 分子多能级系统中的量子干涉
    4.1 引言
    4.2 三能级自旋-轨道相互作用引起的Ⅴ-型三能级的量子干涉效应
        4.2.1 缀饰态会景中的密度矩阵方程
        4.2.2 自旋轨道耦合诱导的感应透明
    4.3 分子Y型四能级系统的量子干涉效应
        4.3.1 等频双光子跃迁的Y-型四能级理论模型
        4.3.2 计算结果与讨论
    4.4 结论
    参考文献
第五章 分子Y型四能级中的双暗态共振和双电磁感应透明
    5.1 引言
    5.2 两个激光场驱动的Y型四能级的理论模型
    5.3 计算结果和讨论
        5.3.1 双暗态共振
        5.3.2 双电磁感应透明
        5.3.3 超窄吸收线宽
    5.4 结论
    参考文献
第六章 分子菱形四能级中双光子吸收的干涉增强
    6.1 引言
    6.2 钠分子双光子跃迁能级系统和实验装置
    6.3 实验结果与讨论
        6.3.1 实验结果
        6.3.2 理论分析
    6.4 结论
    参考文献
第七章 钠原子-分子系统中的碰撞激发和辐射
    7.1 引言
    7.2 高激发态钠原子与分子碰撞能量转移及分子扩散带辐射的增强效应研究
        7.2.1 简介
        7.2.2 实验装置和结果
        7.2.3 理论分析
    7.3 Na-Na碰撞引起的钠D1共振荧光线形的变异
        7.3.1 简介
        7.3.2 实验装置和结果
        7.3.3 理论分析
    7.4 Na原子能量自囚禁中的粒子加速效应
        7.4.1 简介
        7.4.2 实验装置和结果
        7.4.3 分析和讨论
    7.5 结论
    参考文献
第八章 Pr~(3+):Y_2SiO_5中的光泵受激辐射和能量上转换荧光
    8.1 引言
    8.2 Pr~(3+):Y_2SiO_5(YSO)的光泵红外受激辐射的观察
    8.3 pr~(3+):YSO的能量转移上转换蓝色荧光输出
        8.3.1 能量转移上转换荧光的实验结果以及对~3H_4 stark分裂能级的标识
        8.3.2 能量上转换的理论分析与讨论
    8.4 结论
    参考文献
第九章 全文总结
    9.1 本文的工作和若干创新点
        9.1.1 理论方面
        9.1.2 实验方面
    9.2 进一步开展的工作
攻读博士期间发表的论文
致谢

四、多普勒加宽非匹配Λ型能级系统的无反转增益效应(论文参考文献)

  • [1]量子相干介质的非线性光学性质及其相关现象的研究[D]. 李家华. 华中科技大学, 2007(05)
  • [2]原子、分子和离子多能级系统中的量子干涉及光辐射研究[D]. 张衍亮. 华东师范大学, 2002(01)
  • [3]多普勒加宽非匹配Λ型能级系统的无反转增益效应[J]. 张衍亮,蒋秀丽,孙真荣,丁良恩,王祖赓. 量子光学学报, 2001(04)

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多普勒展宽非匹配Λ能级系统的无反演增益效应
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