开放的Upper—Ladder无反转激光系统的线性理论

本文提出了开放的Upper-Ladder型无粒子数反转激光系统模型,给出了定态线性解析解,分析了无粒子数反转激光产生的条件,利用从解析解得到的数值计算结果研究了探测场和驱动场的失谐,原子退出速率,原子注入速率,能级间衰变速率,非相干泵浦速率及驱动场的Rabi频率的变化及系统无粒子数反转激光增益,色散以及能级间粒子数差的影响。     

开放的四能级双驱动场无反转激光系统研究

提出了开放的四能级双驱动场无反转激光系统的理论模型,由电偶极和旋转波近似得到其密度矩阵方程,在共振条件下,讨论无反转激光产生的物理机制,求得定态共振线性解析解,利用数值计算结果分析了能级间的自发衰减速率、非相干泵浦速率、粒子注入速率和粒子退出速率对系统无反转激光增益和粒子数差的影响,讨论了线性和非线性增益和粒子数差的差别.结果表明:适当的自发衰减速率、调节非相干泵浦速率、粒子注入速率和粒子退出速率可获得无粒子数反转激光;线性和非线性的增益和粒子数差随驱动场Rabi频率的变化趋势一样,增益的线性稳定值大于非线性稳定值.     

开放的四能级无反转激光系统研究

提出了开放的四能级无反转激光系统的理论模型。通过电偶极和旋转波近似下的密度矩阵运动方程组求出了定态非线性解析解，利用数值计算结果，分析了系统各参量变化对增益、色散及粒子数差的影响，从定性和定量两方面讨论了线性和非线性解的差别。     

开放的ladder型三能级无粒子数反转激光系统

提出了具有非相干抽运的开放的ladder型无粒子数反转激光 (LWI)系统模型 ,给出了定态线性解析解 ,研究了探测场和驱动场失谐的变化对无粒子数反转激光增益、色散和粒子数差的影响。结果发现 ,开放的ladder型系统的无粒子数反转激光增益远大于相应的封闭系统 ;其增益、色散和粒子数差的变化规律与开放的Λ型及简单三能级无粒子数反转激光系统有很大不同。     

开放的V型三能级系统中的无粒子数反转激光

给出了在开放的Ｖ型三能级系统中的无粒子数反转激光理论。定态增益分析表明,在一定的条件下,无粒子数反转激光能够实现而不需要一个附加的泵浦场存在,而这个泵浦场在一个普通的封闭Ｖ型三能级系统中实现无粒子数反转激光是必不可少的。图示并分析了系统增益对驱动场和其他参量的依赖性。     

开放三能级无反转激光系统的一个普遍模型

提出了一个包括∧、V的梯型等不同构成方式在内的开放的三能级无反转激光（LW1）系统的普遍模型，并给出了其定态非线性解析的一般形式。利用这个普遍模型和它的一般解，得到了任意类型的开放或封闭的三能级LWI系统的线性和非线性解析解。     

开放的V型单色非相干泵浦系统的非线性理论

本文给出了具有单色非相干泵浦场的开放Ｖ型系统频率上转换无粒子数反转激光的非线性理论,研究了驱动场的Ｒａｂｉ频率、原子注入速率、原子退出速率、能级间衰变率及非相干泵浦速率对系统无粒子数反转激光的增益、色散以及布居数差的影响,讨论了无粒子数反转激光增益的稳定性。     

双势阱中原子质心运动对自发辐射的抑制

研究了一个囚禁于对称双势阱中的二能级原子与单模腔场的相互作用.通过求解薛定谔方程,给出了整个系统波函数解析解和原子能级粒子数反转的解析表达式.分析了当腔场初始态分别为粒子数态、相干态以及热态时原子粒子数反转随时间的演化情况,并考虑了原子质心运动对粒子数反转的影响.结果表明通过选择合适的腔场初始态、势阱位置及相关因素,可以有效地控制原子的自发辐射率.     

雪茄型势阱对两个玻色-爱因斯坦凝聚孤子的交换和自陷特性的影响

运用变分法研究了雪茄形的调谐势阱中两个玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)孤子间的交换和自陷特性,运用常规的线性稳定分析法讨论了非线性薛定谔方程同相和反相定态解的稳定性.结果指出,雪茄形势阱对BEC系统的演化、孤子间粒子数的迁移率有明显影响,改变了两个BEC孤子间的交换与自陷特性.     

开放的三能级系统中无粒子数反转激光的瞬态分析

本文分析了在一个开放的简单三能级系统中的无粒子数反转激光的瞬态性质,研究了这个系统从瞬态无粒子数反转激光到定态无粒子数反转激光的演化.从原子相干和布居数分布的时间演化,我们阐明了系统产生无粒子数反转激光增益的机制.     

开放的梯型系统中相位涨落的影响

给出了有驱动场位相涨落的开放的梯型无粒子数反转激光（LWI）系统增益、色散和布居数差的定态解析解，进而用得到的数值计算结果分析了驱动场位相涨落对增益、色散和布居数差的影响。研究结果表明，驱动场位相涨落将导致有限线宽；随着线宽的增加，系统增益单调地减小，但系统色散的变化并不是单调的，当线宽取某个值时，色散有极大值；线宽的变化不能导致无反转激光向反转激光的转变。     

改进了的光场—boson元激发非线性耦合的激光模型

在我们最近提出的光场Ｂ－ｂｏｓｏｎ元激发耦合激光模型的基础上，通过附加一个抽运系统的速率方程，将原先的激光动力学加以改进，以图整个系统的运作趋于更完备的远离平衡自组织。经过这样改动以后，改进后激光动力系统的速率方程组和描述光场与二能级原子相互作用的麦克斯韦－布洛赫方程组在形式上也有其更加相似之处；两者的自由变量与外控参量都有一一对应关系。     

Resonating properties of passive spherical optical microcavities

As an optically pumped device, the lasing characteristics of a spherical microcavity laser depend on the optical pumping processes. These characteristics can be described in term of the Q factor and the optical field distribution in a microsphere. We derived analytical expressions and carried out numerical calculation for Q factor and optical field. The Q factor is found to be oscillatory functions of the radius of a microsphere and the pumping wavelength, and the pumping efficiency for a resonating microsphere is much higher than that for an anti-resonating microsphere. Using tunable lasers as pumping sources is suggested in order to achieve a higher pumping efficiency. Numerical calculation on optical field distribution in spherical microcavities shows that a well focused Gaussian beam is a suitable incident wave for cavity quantum electrodynamics experiments in which strong confinement of optical field in the center of a microsphere is requested, but higher order spherical wave should be used instead for exciting whispering-gallery-mode (WGM) microsphere lasers, for the purpose of favoring optical energy transferring to WGM in optical microspheres.     

DF/HF化学激光器高振动态基频谱线机理分析

在采用冷泵浦反应体系的DF/HF化学激光器中多次观察到了DF分子4-3振动能级跃迁的谱线以及HF分子3-2振动能级跃迁的谱线.给出了几幅典型的光谱图,并理论计算了高振动态基频谱线的增益曲线.实验和理论分析显示,上述高振动态基频谱线并非直接产生于冷泵浦反应,F原子复合和热泵浦反应起到了重要作用.最后讨论了热泵浦反应和链泵浦反应对采用冷泵浦反应DF/HF激光器输出光谱、增益及增益区长度的影响.     

开放的ladder型无反转激光系统的稳定性分析

利用开放的ladder型无反转激光系统的密度矩阵运动方程组的定态解和激光场运动方程分析了系统的稳定性。结果表明：如果增益大于激光腔损耗，则零解是不稳定的；如果增益小于激光腔损耗，则零解是稳定的；如果增益大于激光腔损耗，则非零解是稳定的。