多色相干光学烧孔的动态生成与调控

针对四能级N型原子系统,研究了与原子跃迁相关的量子相干烧孔现象。通过密度算符运动方程、拉氏变换法以及量子回归理论,求得了探测场的吸收谱。采用两束耦合光和一束饱和光同时作用,随后分别研究了在两束耦合光同时与探测光同向传播,饱和光与探测光反向传播,以及耦合光、饱和光、探测光均沿着同一方向传播的两种典型的传播机制和不同参数的调节下相干光学烧孔的形成特点,最后通过缀饰态理论计算并分析了结果的正确性。最多观测到六个相干光学烧孔。耦合光的拉比频率的大小影响着相干光学烧孔的形成位置,而饱和光拉比频率的大小将决定着形成相干光学烧孔的深度。该结果完善了相干光学烧孔的理论研究,对于以后应用到光学量子存储有理论指导意义。     

激光场作用下原子系统中光学烧孔和慢光效应

在四能级N模型原子系统中,当一束饱和光和一束探测光同向传播并且两束耦合光反向传播时,由于饱和光与探测光不能处于相消多普勒状态,可以同时在吸收光谱中观测到五个下凹,均为相干光学烧孔。通过缀饰态理论,计算了烧孔的位置,发现中间深而窄的烧孔是由两个相干光学烧孔叠加而成。通过参考系数的合理调节以及改变饱和光的拉比频率,可以改变烧孔形成的深度;通过改变耦合光的拉比频率,可以改变烧孔形成的位置。最后通过数值模拟得出饱和光的拉比频率在相干光学烧孔中实现光速减慢起到重要作用。这些结论对未来的光量子存储、光量子信息都有着重要的应用价值。     

准^型四能级原子系统中的多重电磁诱导光透明

运用密度矩阵方程,研究了在外加相干耦合场作用下呈现可调谐多透明窗口的准 型四能级系统。数值计算结果表明：通过调节外加相干耦合光场的拉比频率强度,该系统可以三重、双重、单重电磁诱导光透明现象,并在缀饰态表象中给出了定性解释;在三重电磁诱导透明中,透明窗口的位置和吸收峰值可以通过调节外加相干耦合场的失谐量来进行控制。每个透明窗口在吸收最低时都伴随着高折射率,因此可以在此介质中能实现超光速传播。     

铯原子气室中简并二能级系统的电磁诱导吸收

对于铯原子6^2S1/2(F=4)-6^2P3/2(F’=5)简并二能级系统，在一束较强的耦合光作用下，借助于弱探测光的吸收光谱观察到了电磁诱导吸收现象(EIA)；同时在F=4-F’=3及F=4-F’=4跃迁频率附近观测到了Ⅴ型三能级结构中的电磁诱导透明(EIT)。实验中还研究了耦合光场的强度和失谐对电磁诱导吸收的影响。对该系统中Zeeman子能级间的光抽运作用以及多个简并的二能级系统间相干作用的分析表明：由于光抽运作用的强度影响，Zeeman子能级上的布居数以及参与耦合的二能级的原子数，Zeeman子能级间的相干时间发生了变化，从而影响了电磁诱导吸收的增强峰的线宽以及吸收的强度。     

双模SU(1,1)相干态场与四能级原子相互作用的量子动力学

利用全量子理论导出了双模SU(1,1)相干态场与四能级原子相互作用系统的态函数,研究了双模SU(1,1)相干态场与四能级原子相互作用中光场的互关联函数、Cauchy-Schwartz不等式及二阶相干性质.讨论了光场与原于间耦合系数和初始光场强度对光场量子动力学特性的影响.数值计算结果表明:光场光子的统汁性质依赖于系统的初始状态,光场两模之间总是呈现止相关,而且是非经典相关,光场第一模光子总是呈现反聚束效应,第二模光子交替呈现聚束和反聚束效应.     

铯原子Λ型塞曼子能级结构中的电磁诱导透明

采用左旋和右旋圆偏振光分别作为探测光和耦合光,作用于铯原子62S1/2F=3 62P3/2F′=2简并二能级 系统,借助探测光的吸收光谱观察到了由简并二能级中Λ型塞曼子能级结构导致的电磁诱导透明(EIT)现象。同 时研究了不同耦合光的强度和失谐对电磁诱导透明的影响。由于在多普勒展宽背景下圆偏振光对塞曼子能级间 的光抽运,从而不同塞曼子能级上布居出现明显的差异,电磁诱导透明的作用程度有所不同。而且对于在扫描探 测光频率时由于存在速度选择机制使探测光通过铯气室后的吸收谱线发生的畸变作了定性分析。     

Kerr介质中"耦合双原子-单模光场"模型的反聚束效应

利用全量子理论,研究了在Kerr介质中,耦合二能级双原子与单模光场相互作用过程的反聚束效应,着重讨论了Kerr介质对场的二阶相干度的影响,并揭示了初始场强及原子间耦合系数的变化与场的二阶相干度的关系。     

利用激光边带注入法实现光脉冲的减速和存储

基于激光边带注入法在铷原子蒸气中实现了电磁诱导透明、光脉冲的减速和存储.为实现对铷原子的相干操控,将主激光器的输出锁定在铷87原子D1线F=1→F'=2的跃迁谱线上,经6.8 GHz电光调制器(EOM)调制后,负一阶频率边带与D1线F=2→F'=2跃迁频率共振.将负一阶频率边带注入锁定从激光器,主激光器和从激光器输出的两束激光和铷原子的两基态超精细能级达到双光子共振,实现相干操控铷原子.将主激光器和从激光器输出的两束激光作为探测光和耦合光输入到铷泡中,通过操控两光束的波形和开关观察到电磁诱导透明、光脉冲的减速和存储.     

双耦合场作用下的电磁诱导透明和吸收

研究了双耦合场作用下的Λ型三能级原子系统中的电磁诱导透明和电磁诱导吸收特性.数值求解相应的密度矩阵方程,给出了探测吸收曲线随耦合场参数的变化规律.通过改变耦合场的Rabi频率和频率失谐量,实现了电磁诱导吸收的频率调谐和电磁诱导透明的透明深度控制.     

Cs原子选择反射光谱暗共振的实验研究

近年来热原子电磁感应透明(EIT)和相干布局俘获(CPT)已有相当多的报道,在三能级A型系统中,双光场能够诱导原子基态相干并且导致吸收减小.从实验上研究了A型Cs原子气固界面反射光谱中的暗共振现象.实验中将Cs原子蒸气加热到150℃左右,抽运光调谐到6S1/2(F=4)→6P3/2(F'=3)附近,探测光在6S1/2(F=3)→6P3/2并以近垂直入射到Cs炉表面,实验中观察并讨论了抽运光在不同强度和失谐情况下探测光选择反射光谱中的暗共振.结果可知在大的抽运光强的作用下,亚多普勒结构的反射光谱在共振位置出现了明显的感应透明现象.实验结果对研究无多普勒效应的原子相干,以及原子-器壁碰撞,长程原子-器壁相互作用,器壁表面原子速度分布有一定的意义.     

Mollow谱线与电磁诱导透明和吸收的叠加

对双耦合场作用下的Λ型三能级系统的透明和吸收特性进行了理论研究。在二能级系统中,强耦合场和探测场同时作用于激发态能级和基态能级之间,探测吸收曲线上出现Mollow谱线。在激发态能级和基态的另一精细结构能级之间引入另一个耦合场,构成Λ型三能级系统。在这个双耦合Λ型三能级系统中,出现了一些新的量子相干现象。结果表明,探测吸收谱线中不仅有Mollow现象,还出现了电磁诱导透明(EIT)和电磁诱导吸收(EIA)。分析了EIT和EIA的位置随双耦合场参数的变化规律,并用缀饰态理论做出了解释。     

Slow light propagation without absorption based on intersubband transitions in a semiconductor quantum well

When semiconductor quantum wells(SQWs) interact with lasers,the group velocity of the low-intensity light pulse is studied theoretically.It is shown that by adjusting the parameters,slow light propagation of the probe field can be exhibited in such a system.Meanwhile,the probe absorption-gain spectra can be changed from absorption to zero,i.e.,electromagnetically induced transparency(EIT).It is easy to observe the light propagation experimentally,and it leads to potential applications in many fields of solid-state quantum information,for example,optical switching,detection and quantum computing.     

级联准∧-型四能级系统电磁诱导透明特性

双场作用下的∧-型三能级系统是研究电磁诱导透明（EIT）的基本模型，在此基础上，引入强微波驱动场作用于该系统的激发态能级与另一激发态能级间，就构成了三场作用下的级联准∧-型四能级系统．通过求解系统的密度矩阵方程，分别研究了耦合场和微波驱动场对系统吸收特性的影响。在耦合场和微波驱动场共同作用下，系统的探测吸收谱呈现为Autler—Townes双峰与EIT的叠加，可以用缀饰态理论对此做出合理解释．研究结果表明，Autler—Townes双吸收峰来自于强微波场与系统的相互作用，EIT来源于耦合场与系统的量子相干相互作用。     

级联准Λ-型四能级系统电磁诱导透明特性

双场作用下的Λ-型三能级系统是研究电磁诱导透明(EIT)的基本模型,在此基础上,引入强微波驱动场作用于该系统的激发态能级与另一激发态能级间,就构成了三场作用下的级联准Λ-型四能级系统.通过求解系统的密度矩阵方程,分别研究了耦合场和微波驱动场对系统吸收特性的影响.在耦合场和微波驱动场共同作用下,系统的探测吸收谱呈现为Autler-Townes双峰与EIT的叠加,可以用缀饰态理论对此做出合理解释.研究结果表明,Autler-Townes双吸收峰来自于强微波场与系统的相互作用,EIT来源于耦合场与系统的量子相干相互作用.     

玻色-爱因斯坦凝聚原子与Schr?dinger猫态相互作用系统中的压缩特性

利用全量子理论,研究了玻色-爱因斯坦凝聚原子与Schr?dinger猫态相互作用系统中, 光场和原子激光的压缩特性。 结果表明: 在系统中,偶相干态、奇相态分别与玻色-爱因斯坦凝聚原子相互作用,偶相干态、奇相态光场和原子激光均不呈现压缩效应。 而Yurke-Stoler相干态光场和原子激光呈现压缩效应。 在强场 (|a|=1)情况下,三种不同光场的两种压缩现象均不产生。 光场和原子激光的压缩特性主要受初始光强和耦合常数的影响。