运用"受激拉曼绝热通道"制备多能级∧系统相干原子叠加态

提出一种运用"受激拉曼绝热通道"技术制备在多个中间态的∧系统中多个末态相干叠加的方案.如果保证泵浦脉冲和斯托克斯脉冲的顺序与普通STIRAP技术中的一致,则通过控制斯托克斯脉冲和泵浦脉冲强度可实现多能级系统的任意叠加态.同时这种方法我们给出了用氖原子进行实验验证的方案.     

运用“受激拉曼绝热通道”制备多能级Λ系统相干原子叠加态

提出一种运用“受激拉曼绝热通道”技术制备在多个中间态的Λ系统中多个末态相干叠加的方案.如果保证泵浦脉冲和斯托克斯脉冲的顺序与普通STIRAP技术中的一致，则通过控制斯托克斯脉冲和泵浦脉冲强度可实现多能级系统的任意叠加态.同时这种方法我们给出了用氖原子进行实验验证的方案.     

在多能级Λ系统中基于受激拉曼绝热通道制备叠加态的研究

用相干激光脉冲耦合单激发态和多个亚稳态和基态的多能级的Λ型系统中，引入了一个两能级的转动群来简化多能级系统，转动后就只有一个末态与激发态相互作用.这样多能级系统就简化为一个简单的四能级系统，在四能级系统中可以制备出任意的初态和末态的叠加态.当所有的斯托克斯脉冲都相等时就得到一个等量的叠加态.最后用数值计算验证分析结果正确.     

通过离子间有效交叉驰豫实现掺Tm光纤激光器的高功率和高效率运转

通过对石英玻璃光纤芯径组分及Tm3+掺杂浓度的优化,有效地提高了Tm离子间的交叉驰豫过程,实现了掺铥光纤激光的高功率、高效率运转.当耦合的790 nm泵浦光为137 W时,掺铥光纤激光产生了81.5 W连续2.03μm激光输出,相对于耦合泵浦光的激光斜效率达62.5%,为斯托克斯极限效率的1.7倍.最后讨论了进一步提高激光输出性能的方法和可行性.     

飞秒激光参数对三态梯度型分子态布居数的影响

 利用含时波包法研究并且首次量化了强飞秒泵浦-探测激光场中泵浦场强、泵浦波长和脉宽对三态梯度型K₂分子态布居数的影响。泵浦场强、泵浦波长和脉宽影响Rabi振荡,而Rabi振荡的变化又导致了基态和激发态布居数周期性变化。量化这3个激光场参数对激发态布居数的影响验证了此周期性变化规律,表明变化频率随着泵浦场强和脉宽的增大而变化。研究表明调节激光场参数可实现对态布居数的选择性分布,可以为实验上实现分子的光控制提供重要参考。     

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。     

上、下能级都有泵浦的激光场运动方程

本文采用密度矩阵方法,在计及激光系统中上、下能级都有泵浦和场的损耗的情况下,导出了激光场的运动方程和稳态解。讨论了阈值条件及平均光子数。发现在此情况下输出光强与上能级泵浦率为r_a-r_b,下能级泵浦率为零时相同、但光子统计分布与“相干态”情况偏离更大。     

线形和复合腔结构布里渊光纤激光器实验研究

文章通过实验研究了基于线形腔和复合腔结构的布里渊掺铒混合增益光纤激光器的输出特性。采用1 km单模石英光纤作为布里渊增益介质,研究了该布里渊激光器的输出特性参数与泵浦波长、泵浦功率、腔型结构等因素的关系。通过实验分析,得出线形腔和复合腔2种结构在不同布里渊泵浦波长条件下产生一阶斯托克斯光时的1 480 nm激光器的阈值泵浦功率,并研究了高阶斯托克斯光输出随1 480 nm激光器泵浦功率的变化情况;布里渊波长从1 540 nm变化到1 570 nm时,线形腔和复合腔阈值泵浦功率分别在139～172 mW及196～294 mW范围变化;保持1 480 nm激光器泵浦功率为623 mW,增大布里渊泵浦功率,2种结构都获得了最多达到10个波长的稳定激光输出。     

钾蒸气中某些非线性光学效应的实验研究

用调Q红宝石激光和几种有机液体分子的受激喇曼散射—阶斯托克斯辐射作为泵浦光,射入钾蒸气中,观察到钾原子的许多非线性光学效应。如四波混频、增强的双光子跃迁、相干反斯托克斯幅射等。本文对这些谱线产生的机理、条件作了初步的探讨,并用温度调谐红宝石激光频率的方法对其中一些谱线作了较确切的判定。     

高压氢受激拉曼散射中反斯托克斯散射的研究

高压Ｈ２受激拉曼散射（ＳＲＳ）是实现宽带激光移频的重要途径，在基础理论及技术应用研究两方面均颇具意义。本文讨论了高压氢受激拉曼散射中、反斯托克斯散射的两种空间分布。指出，随着外界条件的不同，反斯托克斯散射的空间分布是不同的。在一定的条件下，这个空间分布可以由环状散射和轴向散射共同组成。本文对二阶反斯托克斯散射进行了实验研究，获得了环状散射和轴向散射对Ｈ２压力和泵浦强度的依赖关系。实验结果与理论计算结果是一致的。     

惰性气体对受激拉曼散射的影响

利用Nd:YAG三倍频(355nm)激光泵浦充有D2,D2 Ar和D2 He等气体的拉曼池,通过测量斯托克斯光的能量转化率,稳定性和发散角,得出惰性气体的加入对它们的影响。     

相干反斯托克斯喇曼光谱(CARS)

相干反斯托克斯喇曼光谱(简称CARS)是七十年代发展起来的一项新的光谱技术,是激光喇曼光谱技术的一种补充和发展.它具有效率高、光谱及空间分辨率强、抗荧光干扰等特点.由我校物理系激光物理研究室研制的CARS光谱,用氮分子激光泵浦两台染     

受激拉曼散射系统的时间模式特性研究

时间模式是一组正交的波包模式,可用来表征时域多模量子光场,为量子系统的描述提供一个可选择的理论框架.基于输入种子光诱导的受激拉曼散射(stimulated Raman scattering, SRS)系统,将输出的斯托克斯(Stokes)光场作为下一过程的输入种子光场,进而实现连续迭代受激拉曼散射的过程;固定泵浦光场为高斯波形和超高斯波形,分别研究了在多种不同结构的高斯波形种子光输入的情形下,输出斯托克斯光场的时域波形演化特性,得到了不同波形种子光注入通过迭代会得到相同的稳定波形输出,而输出光场波形的时间半高全宽（full-width at the half of the maximum, FWHM）依赖于泵浦光场;运用施密特(Schmidt)模式分解,数值研究了最终稳定输出的斯托克斯光场时间模式特性,得到了稳定输出的斯托克斯光场本征值都集中在基模.该光场时间模式特性的研究,为进一步开发和利用时间模式这一量子资源提供了理论指导与实验参考.     

染料激光模型中包含两种噪声的一级相变

对包含两种噪声的染料激光模型，应用泛函导数法得到光强分布的Fokker—Planck方程。计算了激光场定态分布函数，研巍了这种模型的一级相变现象。结果表明，泵浦参量和泵浦噪声的相关时间是激光中出现一级相变的关键因素，量子噪声对一级相变也有影响。     

三能级∑型原子系统中的光放大

本文分析了一个被相干和非相干泵浦的三能级原子系统的稳态增益和激光特性,得出产生无反转激光的条件和激光的强度。该系统能实现有粒子数反转激光到无粒子数反转激光的转变。     

自聚焦透镜在全固态激光器中的应用

全固态激光器被广泛应用于光学传感、干涉测量、微波光电子等重要领域。为了分析自聚焦透镜在全固态激光器中的应用,本文介绍了LD光纤耦合端面泵浦Nd:YAG激光系统组成,利用自聚焦透镜的传输矩阵,根据ABCD公式,采用q参数,理论分析了自聚焦透镜对LD泵浦光束的传输特性。建立了LD端面泵浦固体激光系统,研究了泵浦光与振荡激光的模式匹配程度对激光器输出特性的影响。研究表明,自聚焦透镜用作全固态激光器泵浦光的耦合镜,可简化泵浦系统,提高泵浦光的耦合效率。     

三能级Σ型原子系统中的光放大

本文分析了一个被相干和非相干泵浦的三能缘原子系统的稳态增益和激光特性得出产生无反转激光的条件用激光的强度，该系统能实现有粒了数反转激光到无粒子数反转激光的转变。     

二能级和∧型三能级系统中粒子布居的完全转移

采用缀饰态理论和能级交叉技术，分析了二能级和∧型三能级系统的Stark快速绝热过程（Stark-Chirped Rapid Adiabatic Passage，简称SCRAP），SCRAP过程使用了两束激光脉冲，一束为近共振的泵浦脉冲，把粒子从基态驱动到激发态；另一束为远离共振的强Stark脉冲，它调节两能态之间的玻尔频率，使其与泵浦跃迁频率达到共振，产生两个交叉点．结果表明，适当选择脉冲间的延迟时间，可使泵浦脉冲在一个交叉点周围足够强，在另一个交叉点周围足够弱，粒子从基态转移到激发态的效率可以达到最大值1。     

氙灯放电波形对调Q的Nd:YAG激光器泵浦效率的影响

从能级系统速率方程入手推导出调 Q的四能级系统激光介质反转粒子数与泵浦强度的关系 ,进而比较泵浦强度为方波和与普通 LC放电波形相似的正弦半波的泵浦效率。从而得出方波的泵浦效率始终大于正弦半波的泵浦效率。     

二能级和Λ型三能级系统中粒子布居的完全转移

采用缀饰态理论和能级交叉技术,分析了二能级和Λ型三能级系统的Stark快速绝热过程(Stark-Chirped Rapid Adiabatic Passage,简称SCRAP).SCRAP过程使用了两束激光脉冲,一束为近共振的泵浦脉冲,把粒子从基态驱动到激发态;另一束为远离共振的强Stark脉冲,它调节两能态之间的玻尔频率,使其与泵浦跃迁频率达到共振,产生两个交叉点.结果表明,适当选择脉冲间的延迟时间,可使泵浦脉冲在一个交叉点周围足够强,在另一个交叉点周围足够弱,粒子从基态转移到激发态的效率可以达到最大值1.