文档介绍：山西大学
硕士学位论文
四能级和三能级原子系统中的线性和非线性极化率研究
姓名:杜英杰
申请学位级别:硕士
专业:光学工程
指导教师:张俊香
20040601
摘要原子相干效应在无反转激光、非线性过程的增强、光脉冲存储以及激光冷却等量子光学的众多领域都有潜在的应用价值。为此,我们对此做了一系列深入研子系统相比,四能级原子相干效应即可导致电磁感应透明的产生,也可产生电磁感应吸收现象,取决于控制光的强度和第四个能级衰变率的大小。在理论上计算了对于一个偷娜芗断低忱霉庋Щ沸吻测量介质的菲线性折射率。计算结果表明在原子双光于近共振处交叉相位非线性折射率也以及交叉相移极大增大。这个系统在发展光学信息处理器件方面有着重要价值。关键词:频率:能级衰减率;非线性折射率:光学环形腔;究,本文的主体内容有二:研究了退哪芗对酉低持械脑酉喔尚вΑS肴芗对第二,第一,
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第一章引言光则保持吸收,指出,在一锌梢苑直娉鰋.%⋯怫不久,在阶梯型三能级铅原子蒸气中Ⅲ彩迪至说绱鸥杏ν该鳎琄坝小组进一步研究了产生电磁感应透明时介质对探测光的色散特性【”Q芯勘原子相干效应,是一新近开拓的科研领域。瓾于九十年代初首先提出原子相干效应:”’。许多研究小组分别从不同的方向对原子相干效应做了大量卓有成效的研究。例如在慢光方面,盜小组在冷原子中获得/乃俣龋辉诠獯娲⒎。∽樵蛟诩す饫淙茨圃又薪辛小组¨紫冉钐ǔ∽饔枚∏庠苟准ɑ试龃螅瞬晃收的二次谐波,同时他们在氢原子中进行了四波混频的研究产生了外光”‘以及氢原子中的和频效应。∽椤在钠原子、小组””在氪原子系统中研究了年频、四波混频等非线性效应。小组”“最早预言了在强泵浦光的作用下,探测光经过共振介质时会产生吸收减小的现象,但没有提出透明的概念,直到年代末年代初才在实验中观察到了透明的结果。年由蚄”“小组分别在各自的论文中提出了电磁感应透明的概念。在这两篇文章中同时阐述了无反转激光的概念转激光是利用原子相干而在没有粒子数反转条件下所产生激光的过程,很快也在他的文章中提出了相似的概念。年在另一篇文章中提出了基于电磁感应透明过程的另一个效应,即:非线性效应的增强【”闔∽椤渴状卫寐龀寮す庠谑笛橹泄鄄斓降绱鸥杏ν该鳌铅原子中电磁感应透明的相关工作扩展成为辨别浓缩同位素的一种新技术,利用电磁感应透明将铅的一种同位素对探测光透明,而另外的同位素对同一探测明:在实现电磁感应透明时,,他们发现,当探测光在共振吸收处时,介质的折射率随探测光的频率的改变而有巨大的变化。根据光在介质中的传播速度与介质折射率的关系表明,介质对光的折射率越大,光在介质中,之后的十几年来,在理论和实验两方面的研究都得到了快速的发展。相似的研究,其光脉冲的晟大存储时间是:在非线性过程增强方面,琇轿薹接着丁年的紫副以及年,
讼晗傅谋冉希籑的传播速度越小,在探测光的频率接近于对应原子跃迁共振时,光的群速度会大大地减小,这样由于电磁感应透明而产生了慢光的概念。。,由此推知群速度减小为。与此同时,当把原子精细结构作为电磁感应透明的共振能级时,利用电磁感应透明可以测量原子的精细结构能级,所以电磁感应透明效应提供了一种新的基于原子相干激光光谱技术【保琈小组进一步扩展了这种光谱技术,并将其与双光子光谱技术小组还在阶梯型二能腿芗断低场恐邢晗傅难芯苛说绱鸥杏ν该鞯奶匦砸及泵浦光的线宽对电磁感应透明的影响口,指出当激光的线宽增大时,由于系统的黾樱佣绱鸥杏ν该餍в档停徊⒔徊窖芯苛颂讲夤庀宽”对挠跋欤馐碧讲獬≈挥杏胩讲庠厩ㄏ喙舱竦牟糠植拍芡ü橹剩而与探测跃迁不共振的部分就会被介质吸收:最近该小组利用强的驻波耦合场与或阶梯型三能级原子系统作用,对电磁感应光栅进行了研究,一束弱的探测光沿驻波场的法线方向入射,电磁感应光栅使探测光产生高阶衍射,他们利用电磁感应透明的吸收和色散特性,证实了原子光栅将入射光衍射到一级的方向上;同时在四能级投嗥绽占涌介质中虯效应作了具体的比较和分析。。随后,⋯小组在多普勒加宽介质中研究了探测光人丁和小于泵浦光的波长的情形对电磁感应透明的影响。∽樵谘芯恐蟹⑾电磁感应聚焦的效应感应透明进行的一些其他工作如:用于减小共振光介质中的边带谐波的产生埃诜肿又械那狂詈献饔貌难欠擅肼龀宓南窒透明还可用于减小原子样品中的自聚焦,