Ladder型三能級系統(tǒng)光學(xué)性質(zhì)瞬態(tài)演化的相干控制.pdf

1、物質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)和光學(xué)過程的相干控制研究是當(dāng)前世界上光學(xué)研究中重要而活躍的前沿領(lǐng)域之一。相干控制的研究不僅有重要的理論意義，而且在量子光學(xué)、非線性光學(xué)、量子信息和光通訊等領(lǐng)域內(nèi)都有重要的應(yīng)用價值。原子相干現(xiàn)象在很多方面都具有潛在的應(yīng)用價值，如：相干粒子數(shù)捕獲、電磁感應(yīng)透明、無反轉(zhuǎn)激光、光量子信息的存儲和處理等。而在眾多的原子相干現(xiàn)象中，無粒子數(shù)反轉(zhuǎn)激光(Lasing Without Inversion簡稱LWI)引起了人們更大的興趣和特別

2、的重視。作為一種產(chǎn)生激光的新型機(jī)制，應(yīng)用無粒子數(shù)反轉(zhuǎn)激光可以在應(yīng)用傳統(tǒng)激光理論和方法很難甚至不可能產(chǎn)生激光的高頻光譜區(qū)(X—射線甚至Y—射線區(qū))產(chǎn)生激光，因此無粒子數(shù)反轉(zhuǎn)激光的研究不僅具有重要的理論價值而且具有廣闊的應(yīng)用前景。 本論文在前人研究工作的基礎(chǔ)上，對Ladder型三能級原子系統(tǒng)光學(xué)性質(zhì)的瞬態(tài)演化的相干控制進(jìn)行了理論研究，全文內(nèi)容共分四章： 第一章綜述，闡述了對無粒子數(shù)反轉(zhuǎn)激光和相干控制的研究意義、無粒子數(shù)反轉(zhuǎn)激

3、光產(chǎn)生的物理機(jī)制，并且介紹了當(dāng)前這一重要課題的研究現(xiàn)狀。 第二章在探測場和驅(qū)動場雙共振的條件下，分別從存在和不存在非相干泵浦兩個方面分析了開放的Ladder型三能級原子系統(tǒng)中自發(fā)輻射誘導(dǎo)相干(SGC)對增益、色散和粒子數(shù)差瞬態(tài)演化的影響。此外，本章還分別分析了不同的原子注入速率，退出速率比對與SGC相關(guān)的增益的調(diào)制作用。研究結(jié)果表明：SGC強(qiáng)度的改變對瞬態(tài)增益和最終的穩(wěn)定增益有顯著影響，存在非相干泵浦時，LWI增益隨注入速率比和

4、退出速率的減小而增大，而不存在非相干泵浦時的情況恰好與存在非相干泵浦時的規(guī)律相反。 第三章討論了一個開放的Ladder型原子系統(tǒng)中相對位相對三能級系統(tǒng)中的粒子數(shù)分布、探測場的增益和色散瞬態(tài)演化的控制作用以及注入速率比和退出速率對與位相相關(guān)的增益的調(diào)制作用。研究結(jié)果表明：在開放系統(tǒng)中，相對位相的變化不改變粒子數(shù)在各能級上的分布，但對探測場的增益和色散有顯著影響；不管是否存在非相干泵浦，皆可產(chǎn)生瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)LWI增益，不存在非相干泵浦