文档介绍：山东师范大学
硕士学位论文
Ladder型三能级系统光学性质瞬态演化的相干控制
姓名:杨艳玲
申请学位级别:硕士
专业:理论物理
指导教师:樊锡君
20090410
型三能级系统光学性质瞬态演化的相干控制中文摘要物质的光学性质和光学过程的相干控制研究是当前世界上光学研究中重要而活跃的前沿领域之一。相干控制的研究不仅有重要的理论意义,而且在量子光学、非线性光学、量子信息和光通讯等领域内都有重要的应用价值。原子相干现象在很多方面都具有潜在的应用价值,如:相干粒子数捕获、电磁感应透明、无反转激光、光量子信息的存储和处理等。而在众多的原子相干现象中,无粒子数虺芁鹆巳嗣歉蟮男巳ず吞乇鸬重视。作为一种产生激光的新型机制,应用无粒子数反转激光可以在应用传统激光理论和方法很难甚至不可能产生激光的高频光谱区一射线甚至湎咔产生激光,因此无粒子数反转激光的研究不仅具有重要的理论价值而且具有广阔本论文在前人研究工作的基础上,对型三能级原子系统光学性质的瞬态演化的相干控制进行了理论研究,全文内容共分四章:第一章综述,阐述了对无粒子数反转激光和相干控制的研究意义、无粒子数反转激光产生的物理机制,并且介绍了当前这一重要课题的研究现状。第二章在探测场和驱动场双共振的条件下,分别从存在和不存在非相干泵浦两个方面分析了开放的型三能级原子系统中自发辐射诱导相干对增益、色散和粒子数差瞬态演化的影响。此外,本章还分别分析了不同的原子注入速率,退出速率比对与喙氐脑鲆娴牡髦谱饔谩Q芯拷峁砻鳎篠强度的改变对瞬态增益和最终的稳定增益有显著影响,存在非相干泵浦时,增益随注入速率比和退出速率的减小而增大,而不存在非相干泵浦时的情况恰好与存在非相干泵浦时的规律相反。第三章讨论了一个开放的型原子系统中相对位相对三能级系统中的粒子数分布、探测场的增益和色散瞬态演化的控制作用以及注入速率比和退出速率对与位相相关的增益的调制作用。研究结果表明:在开放系统中,相对位相的变化不改变粒子数在各能级上的分布,但对探测场的增益和色散有显著影响;不管是否存在非相干泵浦,皆可产生瞬态和稳态鲆妫淮嬖诜窍喔杀闷时鲆娴乃蔡臀忍到洗蟮ù锏轿忍枰8さ氖奔洌桓谋渥⑷胨俾时反转激光的应用前景。山东师范大学硕士学位论文
和退出速率可使位相相关的鲆娣⑸飨员浠欢嘤Φ姆獗障低持挥写在非相干泵浦时才产生鲆妫以鲆嬖缎∮诳7畔低场第四章总结了本论文的主要研究成果,并对进一步开展的工作提出了设想。关键词:无反转激光、增益、自发辐射诱导相干、位相控制、瞬态演化、色散分类号:山东师范大学硕士学位论文
瑂琣,猟;,猚,甀篶,.,,,琭琹瓵瑆,瑆
甒簂,琯瑂瑃,,甀,.:山东师范大学硕士学位论文,;琲琤瑃甐,
学位敝储虢撇新擀舅泓导师签字:舅劾纪签字日期:。夕年争月,/:趁朐拢嘲柏扒。人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得——ⅲ喝缑挥衅渌∥伊独创声学位论文版权使用授权书明堂撞有关保留、使用学位论文的规定,有权保本人授权堂撞可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他要特别声明的,本栏可空蚱渌逃沟难换蛑な槭褂霉牟牧稀S胛乙同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢本学位论文作者完全了解留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。C艿难宦畚脑诮密后适用本授权书意。学位论文作者签名:
第一章综述原子系统中量子相干控制属于光与物质相互作用的研究范畴,近年来引起了人们的广泛关注,特别是原子系统中的原子相干和量子干涉效应一直是科学研究的热点之一【卜。原子相干效应是相干电磁场与原子的相互作用的产物,原子相干的实质是利用相干光场使原子的不同能级间发生关联,从而在原子的多通道跃迁中发生量子干涉。当参与跃迁的原子上下能级之中有一个是叠加态时,叠加态中的不同成分在吸收蚍⑸光子过程中通过不同的通道跃迁,如果该叠加态中的不同成分之间存在相干,那么就会导致上述不同通道跃迁之间产生干涉,这就是量子干涉。一般来说,原子相干总是伴随着量子干涉,反映在密度矩阵中就是出现了不为零的非对角元。在没有外加相干场时,原子的不同能级间没有任何关联,不存在原子相干,此时原子体系的密度矩阵只有对角元不为零,非对角元均为零。通过应用一定的方法缤饧酉喔沙可以使原子的哈密顿算符发生变化,在新的哈密顿算符的作用下原本无相干的两个原子能级之间产生关联,这种关联性反映到密度矩阵中,就是出现了不为零的非对角元,此即原子相干。原子相干讨论的是激光场与物