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。     

初始相干性注入系统中的无反转或反转激光增益

本文提出一个有初始相干性注入的开始Ｖ型三能级系统模型。这个系统可以展示从较高发态到基态的无粒子数反转激光增益,也可以用来实现粒子数反转激光,同时这个系统还可以产生无吸收的较大折射率。     

三能级Σ型原子系统中的光放大

本文分析了一个被相干和非相干泵浦的三能级原子的稳态增益和激光特性，得出产生无反转激光的条件和激光的强度。该系统能实现有粒子数反转激光到无粒子数反转激光的转变。     

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。     

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.     

无粒子数反转光增益的新模型

粒子数反转作为产生激光的条件被看作是激发的一般原理而广为接受,然而,近年来在无粒子数反转的条件下产生光放大甚至激光这一新的光学课题引起了相当大的关注,已有几个理论模型得以发展。除了Holt提出的对多普勒加宽体系由光子反冲作用获得无粒子数反转增益的模型外,更多的研究集中在均匀加宽体系,利用原子能级之间的量子干涉性获得无反转增益。 本文提出了在多普勒加宽体系中无粒子数反转光放大的新模型。这里考虑的系统是:目标分子以较大速度V_f从一小孔流进一个装有惰性气体的容器,假设目标分子被激发到第     

Doppler展宽的四能级系统无反转激光的传播效应

在考虑Doppler效应下,通过理论分析和数值模拟研究了传播效应对开放四能级系统中的无反转激光特性的影响.研究发现:探测场和驱动场同向传输对系统获得无反转激光更为有利,要想提高探测激光的增益不仅要选取合适的入口处驱动场Rabi频率值,而且选取适当的驱动场和探测场初始失谐值对于提高激光增益也极为关键;随传播距离的增大,探测场上下能级粒子数一直满足无反转,而探测场上能级和驱动场上能级间的粒子数随传播距离的增大发生了Raman反转.     

开放的三能级系统中无粒子数反转激光的非线性理论

本文给出了开放的简单三能级原子系统无粒子数反转激光的非线性理论 ,研究了探测场和驱动场的 Rabi频率、原子注入速率、原子退出速率及能级间衰变速率对系统无粒子数反转激光增益、布居数差以及相干项的影响 ,讨论了无粒子数反转激光增益的稳定性     

开放的V型系统中导致无反转激光分岔的比较

利用开放的V型系统密度矩阵运动方程组的零级稳态解，从定性分析和数值计算两个方面讨论了导致无反转激光的途径。研究结果表明：系统可以通Pitchfork分岔和Hopf分岔两种失稳机制产生无反转激光，激光腔损失，非饱和激光跃迁增益、原子退出速率和注入速率的变化对无反转激光的产生有明显的影响。     

Practical aspects of lasing without inversion in various media

A rigorous density-matrix-based theory of lasing based on optically induced or autoionization-induced coherence between the levels is developed. The balance equations are obtained, and the conditions for lasing threshold are derived as a function of pumping strength and relaxation rates. Connection between the lasing without inversion and Raman and parametric processes is established. The main conclusion is that true CW lasing without inversion can indeed be obtained but only in a system where pumping and relaxation rates are favorable for attaining conventional lasing with population inversion. Practical implications of it, especially for the intersubband lasers, are discussed     

开放系统相位涨落对布居差和激光性质的影响

本文在考虑驱动场相位涨落时开放的简单三级系统的定态行为。结果表明，驱动场相位涨落将导致有限线宽。增益和被探测场耦合的两个能级间布居差将随线宽的增加而改变，并在有限线宽下发生从无粒子数反转激光到有粒子数反转激光的改变。     

不同能量抽运场作用下瞬态电磁感应透明特性研究

通过求解含时密度矩阵方程研究了不同能量抽运场作用下A型三能级系统的瞬态电磁感应透明特性，分析了不同能量抽运场作用下弱探测场的吸收、各能级的布居及相干项ρ23随时间的演变关系。结果表明，当抽运场能量较高时，系统可实现瞬态无反转放大；随着抽运场能量的减小，电磁感应透明将减弱，瞬态无反转放大将消失。由于探测场的吸收取决于抽运场的拉比频率与相干项ρ23的乘积，在强抽运场作用下，非零瞬态振荡相干项ρ23导致探测场的瞬态吸收和无反转放大，抽运场能量的减小将引起总的相干效应减弱，从而导致探测场的负吸收消失以及正吸收增强。     

Effect of exit and injection rates on phase-dependent transient evolution of gain without inversion

It is shown that in an open Λ-type system with spontaneously generated coherence, the transient evolution rule of the gain of lasing without inversion (LWI) is very sensitive to variation of the relative phase φ between the probe and driving fields; the variety of the atomic exit rateγ_0 and the ratio C of the atomic injection rates also have a considerable effect on the phase-dependent transient evolution rule of LWI gain. We find that whenφ=0, the transient and stationary LWI gain increases with C increasing but decreases with γ_0 increasing; whenφ≠0 , the effect of C andγ_0 on LWI gain is just opposite to that when φ=0 ; in order to get the largest transient and stationary LWI gain, we need selecting suitable values of φ,γ_0 and C.     

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。