受驱动光学系统多光子三稳态量子理论

本文描述在外场驱动下,环形腔中N个全同双能级原子和腔模相互作用系统与热库的耦合作用。研究注入信号频率、单模腔场频率、双能级原子非共振(吸收与色散并存)情况的n光子跃迁过程。已有人讨论了系统的态方程,但未仔细研究其稳定行为。本文分析了失谐情况下多光子稳态方程的稳定性。发现光学三稳态,这一现象仅出现在失谐量取一定范围内。系统的稳定性随着腔的质量(良腔、普通腔、劣腔)的不同而出现较大的变化。调节系统的耦合参数和失谐量,可以变动光学三稳态工作区。我们认为,从理论和实验来研究这一光学三稳现象都很有意义。     

受驱动光学系统多光子荧光光谱

本文讨论了受驱动光学系统多光子荧光光谱。分析表明多光子荧光光谱在良腔、劣腔以及无绝热近似情况下均成立。原子——原子之间的关联对多光子荧光光谱无贡献,多光子荧光光谱与单光子荧     

多光子无绝热近似的量子涨落

本文用全量子理论讨论了有注入相干信号的一环形腔中具有N个均匀展宽的全同两能级原子系统。我们采用Wigner特征函数得出多光子过程的Fokker—Planck方程。无绝热近似地讨论了系统的稳定性、稳态关联、透射光谱、场和原子系统的压缩效应、反聚束效应。首次得出真空拉比分裂谱线。本理论取良腔(good—cavity)与劣腔(badcavity)两种极限情况与已有的理论一致。并得出多光子双稳以及多光子激光劣腔情况下均有明显的压缩效应的新结论。本文对比了良腔、劣腔、无绝热近似三种情况下单光子双稳和双光子双稳的非经典效应。     

多光子跃迁的量子理论

本文用全量子理论方法处理了多光子过程。利用Laplace变换法导出了多光子过程的跃迁几率、跃迁速率和平均跃迁几率。本文结果普遍适用于单模和多模激光作用于原子、分子的多光子共振和非共振过程。最后,以NO分子为例,给出了计算曲线。     

色散平坦光子晶体光纤色散和非线性特性研究

采用矢量波束传播法(BPM) 对不同结构参量的光子晶体光纤的色散和非线性特性进行数值分析,计算色散平坦光子晶体光纤的参量色散系数D,有效模场面积 和非线性系数 。分析D, 与色散平坦光子晶体光纤结构参量空气孔间距 、空气孔直径 之间的关系。分析结果表明,调节色散平坦光子晶体光纤的结构参量可以灵活地调整色散和非线性特性。得到的色散平坦光子晶体光纤在1300nm到1600nm波长范围内,色散值仅在-1.5 左右,非线性系数都大于19 。     

光子筛的色散特性和多波长聚焦功能仿真

设计了具有多波段聚焦功能的光子筛,并对其进行了仿真分析.利用菲涅耳-基尔霍夫标量衍射理论的极坐标形式对远场下的基于菲涅耳渡带片的光子筛进行聚焦分析,仿真结果表明:光子筛具有超瑞利衍射极限的聚焦特性,并且能抑制菲涅耳波带片聚焦时的高阶衍射和旁瓣效应.对光子筛进行光谱扫描分析后得到:光子筛具有很好的波长选择特性.基于光子筛的此性质,设计了可以对多个波长的入射光在指定位置进行同时聚焦的光学器件.具有多波长聚焦功能的光子筛在多焦点成像、仿生学等领域具有广泛的应用.     

SiGe／Si多量子阱中垂直方向红外吸收及共振色散效应

用垂直入射的中红外光束调制非掺杂SiGe/Si量子阱中光致子带间吸收，氩离子激光器作为子带间跃迁的光泵浦源在阱中产生载流子，红外调制光谱用步进式傅立叶变换光谱仪记录，实验中观察到明显的层间干涉效应与子带间跃迁有关的色散效应，理论和实验分析认为样品折射率变化造成的位相调制可以补偿吸收所造成的幅度调制。     

基于光子晶体光纤的色散补偿和色散平坦技术

本文介绍了在各种结构参数下光子晶体光纤的色散特性，总结了实现光子晶体色散补偿光纤和光子晶体色散平坦光纤的各种设计方法。利用光子晶体光纤结构设计的灵活性，可以设计出具有各种色散曲线的光子晶体光纤，而这些光纤大略可以分成两类：空气孔直径大小一致的普通光子晶体光纤和空气孔直径大小变化的光子晶体光纤。从数值仿真的结果来看，如果选择适当的空气孔分布结构，空气孔直径大小变化的光子晶体光纤可以具有非常优异的色散补偿和色散平坦特性。这些数值仿真为实际的光子晶体的制作提供了参考。     

电离限以上的多光子吸收

本文利用essential states模型研究了多光子电离中的阈值以上的离化。推导了各连续态的峰值与总粒子数的解析表达式并详细讨论了峰开关效应。     

多光子跃迁过程中的量子衍射与量子相干控制

从理论上解释了利用相位调制光场如何实现多光子跃迁的量子相干控制。在弱场作用下研究了几种整形激光脉冲形式与二能级原子系统的相互作用过程,研究了整形激光脉冲作用下双光子过程中的量子衍射效应。利用微扰理论给出了多光子跃迁过程的解析表示,根据解析表示解释了阶跃相位和余弦相位调制光场作用下多光子跃迁几率的量子相干控制。结果表明,这两种相干控制过程中都有跃迁几率消除现象,而且不同调制相位光场的作用结果对应着不同的几率消除位置。     

开放系统中位相涨落对增益和色散的影响

本文研究了开放的简单三级级无粒子数反转激光系统中驱动场位相涨落对增益和色散的影响。发现,驱动场位相涨落将导致有限线宽,随着这个线宽的增加,增益和色散将单调地减小,当线宽不为零时,在零吸收有够产生的大折射率,这与从封闭的V型三能级系统得到的结论大不相同。     

共振多光子跃迁的全量子理论

本文从全量子理论观点分析了共振多光子过程,采用相互作用表象及Laplace变换得到一多元线性代数方程组,并获得其特征行列式的解析表达式,从而得到多光子跃迁几率的解析解。比起已有的方法简洁得多。     

D-π-A型噁二唑衍生物多光子吸收和多光子荧光特性研究

研究了不对称型有机分子[4-(2-{4[5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑2]苯基}-乙烯基)-苯基]-二苯胺的多光子吸收及其荧光特性.该分子具有典型的D-π-A型推拉电子结构,三苯胺基团作为给电子基通过苯乙烯共轭链桥接到吸电子基1,3,4-噁二唑基团.在远离线性吸收区的800～1 570 nm波长范围内,实验结果表明该化合物分子具有明显的双光子吸收、三光子吸收性质和较强的频率上转换荧光.根据非线性透过率法测得该化合物在800 nm的双光子吸收系数为3.95 cm/GW,在1 255 nm的三光子吸收系数为3×10-5cm3/GW2.     

非对称光子晶体光纤中的双折射和色散

采用矢量电磁波多极子方法,对两种类型的非对称光子晶体光纤——小微孔对称性破缺光纤和大微孔对称性破缺光纤,进行数值计算和模拟研究,得出了非对称光子晶体光纤能实现较高双折射,其拍长可达1mm量级的结论。此外还分析了小微孔对称性破缺光纤的色散,并和实验结果进行了比较,两者较为一致。     

二能级原子的多光子吸收

本文讨论了二能级原子中的多光子吸收过程。讨论中引入了A~3微扰项,并将原子的两个能级本身作为“中间能级”处理。结果表明:即使在二能级原子中,吸收任意数光子的过程都是可能的,它们的跃迁几率算式在文中给出。并证明在通常实验条件下,二光子和三光子过程是容易观察到的。     

红外多光子吸收分离硼同位素研究

一、引言 1974年R.B.Ambartzumian,V.S.Letokhov等用脉冲CO_2激光照射BCl_3分子观察到“瞬时”可见荧光,认为是BCl_3分子吸收了多个红外光子而产生无碰撞离解。利用分解碎片与氧的反应,第一次记录到同位素选择性反应,其瞬时分离系数达10。后用HBr作化学清除剂,分离系数达20,但反应是可逆的。此外,用H_2S,H_2,H_2+Ti等体系作了研究,但其生成物大多不稳     

光子晶体多量子阱中的谱线分裂

用时域有限差分法研究了一维光子晶体多量子阱中的谱线分裂现象,揭示了光子隧穿多量子阱时谱线分裂的规律性.研究发现,谱线分裂是阱间相互耦合的结果,其特征不仅取决于势阱的个数,而且与垒区和阱区的几何参量密切相关.计算结果表明,对称多量子阱结构中,光子隧穿p个势阱时,单阱对应的每条透射谱线会分裂为p条,各分裂谱线互不交叠.这样在有限的禁带区域可以成倍增加光子束缚态,使信道密度最大化,光波有效带宽的使用最优化,有望在光通信超密集波分复用和光学精密测量中获得广泛应用.     

折射率线性分布多量子阱波导的色散特性

本文根据标量Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ方程，采用转移矩阵技术，严格求出了折射率线性分布多量子阱波导芯子区域的精确色散关系，并由Ｆｌｏｑｕｅｔ理理论进一步获得了等效折射率公式与近似色散方程，数值计算结果显示出该波导的色散特性以及与波导结构的关系，发现该量子阱波导的双折射性质与入射波长有关。     

折射率线性分布多量子阱波导的色散特性

本文根据标量Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ方程，采用转移矩阵技术，严格求出了折射率线性分布多量子阱波导芯子区域的精确色散关系，并由Ｆｌｏｑｕｅｔ理论进一步获得了等效折射率公式与近似色散方程，数值计算结果显示出该波导的色散特性以及与波导结构的关系，发现该量子阱波导的双折射性质与入射波长有关。     

混合应变多量子阱波导结构设计

本文从理论上对混合应变量子结构（既有张应变量子阱又有压应变量子阱）的光学限制因子进行了讨论。由于垒层宽度较小，其变化量也不大，对光学影响相对小一些。当各层的折射率一定时，对称和非对称结构的最佳波导层厚度差不多，限制因子与波导层厚度的关系也类似，在最佳波导层厚度附近的区域，ГＴＭ／ГＴＥ比值变化对波导层厚比较敏感，这点可以用于偏振无关放大器的设计中，因为我们能够通过调节波导层厚度改变ＴＭ／ＴＥ模式增