下能级泵浦对激光运转的影响

本文考虑了激光系统中上下能级都有泵浦的情况,导出激光场运动方程及稳态解。上下能级泵浦率分别为R_a和Rb时的阈值条件、输出光强与上能级泵浦率为R_a—Rb而下能级无泵浦时的相同。而光子统计分布曲线变得平坦,即增加了一个对“相干态”的偏离。     

四能级Λ-型原子系统中自发诱导相干对无反转激光的效应

讨论了四能级Λ-型原子系统自发诱导相干(SGC)对原子系统产生无反转激光的影响。原子系统在与一个弱探测光场及强泵浦光场共振相互作用情况下,不论是否双光子共振,原子系统都有无反转激光(LWI)产生。在双光子共振条件下,SGC效应可强化LWI的产生;在非双光子共振时,改变SGC参量和上能级之间能级差可有效控制LWI的产生及其产生的强度。文中给出了产生LWI的相应条件。     

三能级原子系统中的单模激光运转

本文推广运用Lamb的激光量子理论来处理均匀辰宽激活介质中的单模激光运转。该介质由共上能级三能级原子组成。在弱场或大偏调近似下,讨论了阈值条件、峰值光子数和光子统计特性。     

激光场与三个两能级原子相互作用

本文研究激光场与原子相互作用时，激光场用相干态描述，原子用自旋态描述，得到了场和原子各自的动力学变化规律。本文研究激光场与三个两能级原子的相互作用。在不同的初始条件下，得到了光子数与原子状态各自随时间的变化关系。光子数很大时，量子理论结果与半径典理论结果是一致的。     

双端泵浦Nd:YVO4晶体温度场及热形变场的研究

为了研究激光二极管双端泵浦激光晶体引起的热效应问题,建立了轴向加热、周边恒温的圆柱形激光晶体热模型.通过热传导方程,利用半解析方法得出了双端泵浦激光晶体温度场和端面热形变场的通解形式,同时研究了泵浦功率、泵浦光斑尺寸以及晶体钕离子掺杂质量分数等因素对晶体温度场和端面热形变场的影响.研究结果表明:当泵浦功率增加、光斑尺寸减小、钕离子掺杂质量分数增加时,激光晶体端面处的温升和热形变量也相应地增大;在相同泵浦条件下,钕离子掺杂质量分数为 0 5%的掺钕钒酸钇晶体中截面处的温升大于其他掺杂质量分数的晶体的相应温升.     

开放的Ladder型无反转激光系统中的传播效应

利用开放的Ladder型无反转激光系统模型，通过数值计算结果，分析了无Doppler效应和有Doppler效应两种情况下，传播效应对无反转激光增益。探测场和驱动场Rabi频率及能级粒子数布居的影响，同时还研究了在特定距离处，无反转激光增益与介质入口处的驱动场Rabi频率和Doppler展宽的关系．     

中红外飞秒激光多光子共振激发${\bf{C}\bf{O}}_{2}^{+}$的自由感应衰变研究

对利用中红外飞秒激光激发$ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2}^{+} $产生的前向相干辐射现象进行了系统研究。实验发现在泵浦激光与$ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2}^{+} $的${\tilde{\rm A}}^{2}{\Pi }_{\rm u}$（${\nu }{{''}}=1$）→${\tilde{\rm X}}^{2}{\Pi }_{\rm g}$（$ \nu =0 $）态跃迁发生五光子共振情况下,$ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2}^{+} $发出的波长为337 nm的前向相干辐射能够被有效激发。更进一步,利用泵浦–探测方法对该辐射进行了时间分辨研究。利用探测激光导致的辐射损耗效应,发现在不同的气压条件下,337 nm相干辐射的持续时间均在0.8 ps左右,与气压没有明显关系。基于这一观测结果,提出该辐射的本质是多光子共振导致的自由感应衰变辐射。研究揭示了利用中红外飞秒激光激发二氧化碳离子产生相干辐射的本质,指出了强场激光与原子、分子体系共振相互作用过程中自由感应衰变效应的普遍性。     

HCl分子在激光场中的多光子激发

用二次量子化方法讨论了ＨＣｌ分子在激光场中的多光子激发，这包括对ＨＣｌ分子伸缩振动能级的计算，跃迁概率随外场频率的变化及随时间的变化（取光场强度１０－８Ｗ／ｃｍ２）．     

6-光子激光的Sub-Poisson光子统计增强

本利用量子电动力学理论，首次对6—光子Jaynes-Cummings模型中单模强激光场的稳态Sub-Poisson光子统计特性进行了详细研究．结果表明：在窄带泵浦共振相互作用条件下，当激光系统在高增益、低损耗状态下工作时，光场将呈现出深度且完全恒定的Sub-Poisson光子统计．与献[6—9]的结果相比，6-光子激光其光场Sub-Poisson光子统计的程度增强．     

钛宝石端面泵浦Yb~(3+):YAG激光器输出功率的理论分析

从准三能级速率方程出发,模拟分析了940 nm钛宝石激光端面泵浦Yb3+:YAG输出1 030 nm激光的性能.在此过程中,着重考虑了泵浦光的吸收饱和以及Yb3+的自吸收损耗.结果表明:由于输出波长在1 030 nm附近的Yb3+:YAG晶体存在严重的自吸收损耗,入射功率必须足够强时才能有激光输出,因此激光器的阈值较高;同时,自吸收损耗与Yb3+离子浓度、晶体厚度有关,存在最佳的晶体厚度和Yb3+离子浓度,使激光器的输出功率最大.泵浦光的吸收饱和使激光器运转时激光下能级的粒子数减少,吸收系数下降,相同入射泵浦功率时,激光器的输出功率较低.     

基于光电子成像技术的碘甲烷多光子电离行为

利用飞秒光电子成像技术研究了碘甲烷在超短激光脉冲场中的多光子电离解离行为.实验获得了碘甲烷分子在400 nm飞秒激光作用下的飞行时间质谱以及电离产生的光电子影像.实验结果表明,在超短脉冲激光场中,分子的电离通常是非共振电离,电离产物主要为母体离子和极少量的碎片离子.从光电子成像中获得的光电子平动能分布可以得到电离产生的电子p_1(2. 03 eV)和p_2(2. 67 eV)分别来源于母体离子的基态和激发态.从光电子成像中获得的角度分布可以推测出,光电子峰p_1和p_2可以分别近似看做单光子电离和双光子电离过程,且光电子散射角度趋于各向同性分布.     

Photon statistics measurement by use of single photon detection

The direct measurement of the Mandel para-meter of weak laser pulses, with 10 ns pulse duration timeand the mean number of photon per pulse h-being approxi-mately 0.1, is investigated by recording every photocountevent. With the Hanbury Brown and Twiss detection scheme,and not more than one photon per pulse being detected dur-ing the sample time by single-photon counters, we havefound that the single mode diode laser with driving currentlower than the threshold yields a sub-Poissonian statistics. Inaddition, when the diode laser driving current is muchhigher than the threshold, it is validated that the Mandelparameter Qc of the Poissonian coherent state is nearly-n/2. The experimental results are in good agreement withtheoretical prediction considering the measurement error.     

半导体激光植物照明量子匹配

为提高植物光合作用效率,分析了光合作用与半导体激光照明、植物增产的关系.得出太阳光子与叶绿素a的量子频率相匹配的结论,并验证了半导体激光植物灯在大田种植与设施农业中应用的可行性.通过比较正常光照与半导体激光照射下的植物生长情况,可以得出半导体激光光子与太阳光子的光质高度相近的结论.     

激光低温等离子体电子量子基态

本文利用量子统计理论中的 Wigner 矩阵方法对激光低温等离子体电子量子基态能量进行了计算,得到了量子基态能量的分析表达式。结果指出:因长程库仑相互作用而导致基态结构变化,同位相振动的电子是形成量子基态的主要原因,并指出激光等离子体中激光场和粒子相干振动对集团性离子反应的重要作用。     

强激光场中不同尺寸原子团簇的电离和光辐射

通过数值求解一维含时薛定谔方程 ,研究了在强激光场中原子及不同尺寸原子团簇的电离几率和光辐射现象。结果表明 ,当外场强度相同时 ,小尺寸原子团簇电离几率小于原子的电离几率 ,可以产生高频率的高次谐波。当原子团簇尺寸较大时 ,其电离几率大于原子的电离几率 ,原子团簇越大 ,电离几率也越大 ,大尺寸原子团簇更易吸收外场能量。     

光超导波中正常态声子行为研究:声子对束缚态

考虑了光超导波理论中光声相互作用的高阶项，研究了声子与双光子的相互作用，利用推广的光子库柏对算符，在平均场近似下得出两动量相反的横光学声子可以通过交换虚光子库柏对产生一个有效的吸引力而形成声子对束缚态，其准粒子是由声子和库柏对组成的复合准粒子，讨论了这种情况下的光超导波基态能．     

环境对单分子体系荧光光子统计性质的影响

利用近年所发展的产生函数（Generating Function）理论方法,研究了激光场和射频场共同驱动下单分子二能级体系发射荧光光子的统计性质.对在激光脉冲和射频脉冲场作用下单分子二能级体系的荧光光子发射特性进行了理论研究,并讨论了单分子二能级体系发射光子的控制等有关问题.     

热库对原子-场耦合系统中量子非局域性的影响

讨论了光场初态和热库性质对原子场耦合系统中量子非局域性的作用．结果显示，如果腔损耗很弱，热库的平均光子数很小．系统会周期性地展现出量子非局域性．非局域性的消失速度依赖于初始压缩真空态的振幅、热库的平均光子数和腔的衰退系数．场越强、平均光子数和衰退系数越大，非局域性减小得越快。     

三能级原子与双模动腔系统的稳态求解

在原子与双模动腔共同存在的量子系统中,原子、腔场以及移动的镜子之间都会发生相互作用.考虑了一个三能级原子与双模动腔所组成的光机械系统,应用量子朗之万方程,讨论了由V型三能级原子束与双模动腔组成的系统中稳态解的求解方法.由所求的结果可看出,原子介质的存在能影响光子的有效衰减率以及腔场和两个镜子之间的辐射压.