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     

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型双色泵浦系统原子响应的时间演化

利用数值计算结果研究了具有2个非相干泵浦的开放的V型无粒子数反转激光（LWI）系统中原子响应的时间演化规律。发现：驱动场耦合的2个能级上的粒子数布居的时间演化具有相同的振荡频率但位相差为π；粒子数布居初始值的大小主要影响增益、相干项和粒子数的振荡幅度并不影响稳定状态时的取值；粒子注入速率比的增加将导致稳定状态的增益变大而粒子数差减小；粒子退出速率的增加将使稳定状态的增益和粒子数差减小。     

开放V型系统中自发辐射诱导相干的影响

利用开放的V型三能级原子系统密度矩阵运动方程的数值解,从不同角度研究了原子自发辐射诱导相干(SGC)对系统吸收和色散的影响。研究发现,这种相干性可导致无粒子数反转激光(LWI)、电磁感应透明(EIT)和无吸收高色散。研究还表明,这种相干性越强,获得最大无反转增益所需的驱动场Rabi频率的值越大而所需的非相干泵浦速率R的值越小;随着原子退出速率的增大,无反转增益逐渐减小并最终转变为吸收,而且增益减小的速度随这种相干性的增强而加快。     

开放的V型双色泵浦系统频率上转换区域的非线性效应

给出了开放的V型双色泵浦无粒子数反转激光系统精确的定态非线性解析解,利用从这个解析解得到的数值计算结果分析了在频率上转换区域非线性对系统增益、色散、能级粒子数差和泵浦场泵浦速率阈值的影响,最后讨论了系统的定态稳定性。     

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。     

开放系统的无粒子数反转激光的时间演化分析

对开放的V型三能级系统,通过微分方程的数值运算,分析了该系统的无粒子数反转激光(laser without inversion, LWI)产生的机制,讨论了探测场和驱动场的失谐、驱动场的Rabi频率、粒子初始状态对系统LWI时间演化的影响.结果显示:驱动场耦合的两个能级上的粒子数分布以相同的频率振荡,位相差π;在探测场和驱动场皆共振(⊿=⊿<,o>=0)时,原子对探测场色散的响应为零,双光子相干项ρca是实量;驱动场的Rabi频率Ω增大时,增益、相干项和粒子数差的振荡周期减小;粒子数的初始状态主要影响增益、相干项和粒子数差的振荡幅度,并不影响最后的稳定状态.     

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.     

Enhancement of lasing without inversion induced by spontaneously generated coherence in an open ladder-type system

Recently,investigation of effects of spontaneouslygenerated coherence (SGC,also known as vacuum-in-duced coherence) on gain (absorption) ,dispersion,pop-ulations and etc .has attracted much attention[1-9].How-ever ,most of these studies are carried out in…     

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。     

Highly efficient, high-gain, short-length, and power-scalable incoherent diode slab-pumped fiber amplifier/laser

We propose a new geometry of a clad-pumped fiber amplifier/laser that includes at least one doped core which guides the signal wave and at least one clad region that guides the incoherent pump. Our proposed geometry enables the incoherent diode pump light to be efficiently absorbed by the doped glass core over very short lengths on the order of a few to tens of centimeters. The transparent cladding is realized as a narrow slab with refractive index higher than that of the core. The slab is designed to effectively capture all of the incoherent pump light and is tapered to force the highly moded incoherent guided light into the strongly absorbing core. Modes of this composite waveguide structure are analyzed. Criteria are established in terms of the refractive indices of the core, slab, and cladding that ensure efficient absorption of the pump light in the core while ensuring that only a single or few lowest order signal modes can propagate in the amplifying core. Numerical simulations with the beam propagation method and a modal expansion technique confirm that a significant enhancement of the absorption efficiency of the pump in the core can be realized by tapering the slab waveguide. Assuming a local absorption rate of 10 m/sup -1/ of the intensity of the pump in a core of radius 4.3 /spl mu/m and a realistic multimode diode pump distributed over a 100-/spl mu/m aperture, an absorption efficiency of 94% can be realized over an amplifier length of 2 cm. The geometry is scalable to longer lengths and multiple incoherent diode-pumped slab claddings.     

基于宽带非相干抽运光源的慢光延迟理论研究

从理论上分析了基于谱分割宽带非相干放大自发辐射(ASE)光源作为抽运信号产生受激布里渊散射(SBS)效应实现慢光延迟的特性。着重考虑了慢光效应对传输系统性能的影响, 对2.5 Gbit/s的非归零(NRZ)和归零(RZ)伪随机码进行了数值分析, 得到了延迟信号眼图、延迟量及Q因子在不同谱分割带宽和功率下的变化趋势。结果表明, 增大抽运功率和减小谱分割带宽有利于增加信号的延迟, 但延迟信号的扰动加大, 因而Q因子减小, 恰当选取抽运功率和谱分割带宽可以在保证延迟量的情况下提高Q因子, 有助于系统性能的优化。与传统实现宽带抽运脉冲方法相比, 使非相干ASE光源通过一个光纤布拉格光栅(FBG)滤波器, 可以很方便地得到吉赫兹带宽的抽运脉冲, 因而大大降低了系统的复杂度及成本, 且延迟量可以和传统方法相比拟。     

量子点-腔系统耦合强度对非相干抽运的响应

用量子主方程理论研究了量子点-腔耦合系统。为了说明理论模型,分析了一个量子点微柱腔强耦合(SC)实验。经研究发现耦合系统在稳态时抽运产生一个新的强耦合标准,抽运可以抑制或者增强强耦合;腔发射谱双峰结构并不是强耦合的明确特征,它还依赖于非相干抽运。研究表明,强耦合经常出现变相的单峰而弱耦合(WC)出现双峰结构与系统所控制的参数值密切相关。激子抽运增加时,腔发射谱由双峰逐渐变成增宽的单峰最后变成窄的单峰;腔衰减率增加时,均为双峰结构的腔发射光谱经历了从强耦合到弱耦合的转变。量子点腔失谐系统有效耦合强度与非相干抽运密切相关。     

Slab delivery of incoherent pump light to double-clad fiber amplifiers: an analytic approach

Delivery of incoherent diode bar pump power via a tapered slab into a double-clad fiber amplifier allows for compact and efficient devices. We provide analytic estimates of system parameters for robust slab coupled configurations.     

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。