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。     

开放的V型无反转激光系统中光场的横向效应

利用开放的V型系统密度矩阵运动方程组和Hurwitz判据研究了光场的横向效应。结果表明：与平面波近似情况相比，光场的横向分布将使系统通过无激光解失稳而导致无反转激光(LWI)的方式发生明显的改变，并使系统更容易通过pitchfork分岔失稳而获得LWI；激活介质横向尺寸与光束束腰的比值对能够产生LWI的失稳区的大小具有决定性的影响，而且Raman反转区随这个比值增大而增大；非饱和增益、腔损耗、原子注入速率比以及退出速率的变化对于能够产生LWI的失稳区的影响与平面波情况是大不相同的。     

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.     

∧和∨型单模激光的朗之万理论

采用激光朗之万理论研究具有非简并能级和任意衰减常数的三能级∧和∨型单模激光系统，获得了在受不同原子衰减常数、不同原子─场耦合常数和能级非简并等三种因素影响时，∧型系统呈现无反转激光和∨型系统呈现无激光反转的条件；揭示了∧和∨型单模激光中不同原子衰减常数和能级非简并导致的双光子过程。     

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。     

∧和∨型单模激光的朗之万理论

采用激光朗之万理论研究具有非简并能级和任意衰减常数的三能级∧和∨型单模激光系统，获得了在受不同原子衰减常数、不同原子－场耦合常数和能级非简并等三种因素影响时，∧型系统呈现无反转激光和∨型系统呈现无激光反转的条件；揭示了∧和∨型单模激光中不同原子衰减常数和能级非简并导致的双光子过程。     

开放V型系统产生无反转激光的两类时间演化

从旋波、慢变振幅及平均场近似下的密度矩阵运动方程出发,利用数值计算结果研究了开放的V型三能级系统在共振条件下通过Pitchfork分岔产生的连续波无反转激光(LWI)场和通过Hopf分岔产生的自脉动LWI场及相应的各能级粒子数布居的时间演化规律,讨论了系统各参量变化对此时间演化规律的影响。     

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。     

Doppler展宽的开放准A型四能级系统中的SGC效应

从不同方面研究了Doppler展宽的开放的准∧型四能级原子系统中自发辐射诱导相干(SGC)对无反转激光(LWI)增益的影响.研究结果表明,当SGC强度一定时,LWI增益总是随Doppler展宽宽度的增加而变小;不管Doppler展宽是否明显,通过选取适当的SGC强度,总可以获得比不存在SGC时大的LWI增益,而且Doppler展宽宽度越小,这一差别越明显;粒子注入速率及退出速率也会对与SGC相关的LWI增益产生明显的影响;开放系统可得到远大于相应封闭系统的LWI增益.     

开放的V型三能级系统中SGC对传播效应的影响

利用密度矩阵运动方程和光场传播方程的数值计算结果,研究在Doppler展宽的开放的V型三能级无反转激光（LWI）系统中自发辐射诱导相干（SGC）对传播效应的影响及原子退出速率（r0）和注入速率比（s）对SGC相关的传播效应的调制作用,以寻找获得更大LWI增益和探测场强度的途径。研究结果表明,随着传播距离的增加,IWI增...     

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.     

Influence of relative phase on propagation effect in open V-type three-level system

In this paper we study the influence of the relative phase between the probe and driving fields on propagation effect in an open Doppler broadening V-type three-level atomic system with spontaneously generated coherence(SGC) by using the calculation result of the density matrix motion equations and the propagation equations of the driving and probe fields.It is shown that the relative phase(Φ) has remarkable periodical influence on the propagation effect,and the period is 2π.By selecting appropriate value of Φ,we can get larger lasing without in version(LWI) gain and longer propagation distance in which gain exists,and hence obtain higher probe field(i.e.LWI) intensity.When Φ=π/2,the largest LWI gain and probe field intensity can be got.In addition,the atomic exit rate(γ0) and ratio(S) of the atomic injection rates also have a considerable modulation role on the phase-dependent propagation effect.In certain value range of γ0(S),LWI gain and probe field intensity increase with γ0(S) increasing.In the open system,LWI gain and probe field intensity much larger than those in the corresponding closed system can be obtained.     

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…     

开放的梯型无反转激光系统Doppler展宽对增益的影响

研究表明：当探测场和驱动场都失谐时，Doppler展宽的变化仅对无反转地．增益的检大值有明显的影响，而且极大值随Doppler展宽的增加而迅速减小；当探测场失谐驱动场共振且Doppler展宽取适当值时，系统可以获得增益极大值中的最大值；这个最大值随原子注入速率比的增加而增加，频率上转换的程度越高，为达到这个极大值所要求的Doppler展宽越小；在开放的梯型无反转激光（LWI）系统中Doppler展宽对增益的影响与从其他LWI系统中得到的有明显的差别。     

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。     

分段线性脉冲神经元模型的动力学特性分析

 结合Hodgkin-Huxley神经元模型的动力学特性与Integrate-and-Fire神经元模型的解析特性,提出了一种新的二维分段线性脉冲神经元模型.该模型的优点在于既可通过分叉理论对兴奋性系统进行定性描述,又可通过状态变量的解析式对神经元行为进行定量分析.通过详细的分析,发现该模型具有许多一维Integrate-and-Fire神经元模型所不具有的新的神经计算特性.在实验中,应用该模型模拟了大部分已知皮层神经元的脉冲和簇放电行为.     

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.