阶梯型三能级原子中自发诱导相干对无反转激光的效应

主要对阶梯型三能级原子系统中无反转激光的产生作系统的理论分析。从光场与原子介质相互作用哈密顿量的表达式出发,得到存在自发诱导相干的阶梯型三能级原子系统在与探测、驱动光场近共振的相互作用,及与非相干泵浦场作用下的密度矩阵方程。由无反转激光产生的条件,判断自发辐射诱导相干以及非相干泵浦对其产生的影响。在稳态条件下,通过数值模拟对所得的图形进行理论的分析和讨论得出SGC会削弱LWI产生,而非相干泵浦能增强LWI效应的结论。     

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。     

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．     

开放的V型非共振无反转激光系统的瞬态演化

从电偶极近似和旋波近似下开放的V型无反转激光系统的密度矩阵运动方程出发，利用数值计算方法研究了探测场和驱动场失谐情况下系统原子响应的瞬态演化规律，并与探测场和驱动场皆共振时的情况进行了比较，我们发现失谐对原子响应的演化规律有显著影响．     

无粒子数反转光放大的研究

激光(LASER)是通过辐射的受激发射而实现的光放大(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)英文字头的缩写。1958年,肖洛(Schawlow)与汤森(Townes)提出,受激发射可能成为可见光谱区电磁辐射放大的有效途径。梅曼(Maiman)于1960年做出世界第一台波长为694.3纳米的激光器。从此,各种类型的激光器接踵而至。由于激光与普通光相比具有单色性好,强度     

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。     

一种相干叠加态与二能级原子相互作用系统中场熵及反转粒子数的演化特性

研究了压缩相干态和真空态构成的相干叠加态光场与二能级原子相互作用系统中场熵的演化特性及粒子数反转效应,并与相干态和真空态构成的相干叠加态光场的场熵特性及粒子数反转效应进行了比较.研究结果表明,两种叠加态光场的场熵都随时间呈准周期变化,反转粒子数随着时间呈周期性的崩塌-复原变化.与相干态和真空态构成的相干叠加态相比,压缩相干态和真空态构成的相干叠加态与二能级原子的纠缠更强,反转粒子数随着时间变化所呈现崩塌-复原效应的周期变得更短.     

无反转激光及Λ系统中增益的起源

三能级Λ型原子系统被非相干辐射场泵浦，在稳态情况下，系统产生于粒子反转激光。本文分析了无反转时的增益及增益的起源。     

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。     

真空场诱导的量子相干性对Λ-型三能级原子的探测光的吸收和散射的影响

用数值方法考察了在真空场诱导的相干性存在的条件下，探测路径和耦合路径上的非相干粒子数抽运对探测光的吸收和散射的影响，在耦合路径上的抽运抑制了探测光的透明，当耦合路径上的衰变率大于探测路径上的衰变率时，探测路径上的抽运导致了非逆转增益现象的产生，当真空场诱导的相干性存在时，增益图像被倒置了，当耦合路径上的衰变率等于探测路径上的衰变率时，仅当真空场诱导的相干性存在时才有增益现象。     

三能级V型原子自发辐射的双色相位控制

利用密度矩阵方程和量子回归理论研究了在一对双色场驱动下的三能级V型原子的自发辐射。研究结果表明,原子的自发辐射强烈依赖于这对双色场的相对相位差,而不依赖于双色场各自相位或相对相位。通过改变场的相对相位差,能够对原子的自发辐射实现选择性抑制或消除。     

自发辐射诱导原子质心运动退相干的理论研究

研究单个二能级原子与真空电磁场的相互作用,给出了总系统的薛定谔方程的解析波函数,并分析得出原子质心运动的约化密度矩阵。结果表明原子内部电子态与真空场的相互作用会诱导原子的质心运动与原子的内部电子态发生纠缠,从而会导致原子的质心运动发生量子退相干。文中还给出了退相干因子的解析表达式,并通过图形演示了原子质心运动退相干的动力学演化情况,以及与原子的空间尺度和原子-场耦合强度的相关性。     

V型四能级系统中探测场的增益问题

运用数值模拟的方法,分析了在共振条件下V型四能级系统中控制场拉比频率的变化对探测场的吸收和色散的影响,研究了在一定条件下耦合场拉比频率强度对探测场吸收曲线的影响特性,研究表明当耦合场的拉比频率强度增大到一定数值时,介质对探测场的响应表现为增益现象,并证实了在此能级系统中可以实现无粒子数反转光放大.     

Y型四能级系统中相对位相对探测场的影响

运用密度矩阵方程理论,在自发辐射诱导相干(SGC效应)的条件下,研究了Y型四能级系统中相干光场之间的位相差对探测光场的吸收和色散性质的影响.数值模拟结果表明,通过对相对位相的控制,可以实现探测光场的吸收(增益)和色散成周期性的放大和减弱.在适当的参数取值下,相对位相为=α时的色散曲线与=α+π/2时的吸收(增益)曲线类似;当变化π时,系统色散曲线会发生反转,系统呈现光学双稳效应,这对量子逻辑门的研究有着重要的理论意义.     

∨和∧型双模关联发射激光：无反转激光及其相对模和平均模的真空态

由于原子相干性的作用,∨和∧型双模关联发射激光系统都可以呈现无反转激光,而且,这种无反转激光的相对模和平均模都可以呈现真空态．     

在三能级Λ系统中空场诱导相干性对介质吸收和色散性质的影响

由于两基态能级邻近简并的三能级Λ型原子系统与空场的相互作用,该原子的两个跃迁之间会产生空场诱导相干性.该相干项对原子系统的吸收和色散性质有重要影响.另外,由于空场诱导相干性的存在,原子的光学性质还与外加相干场的相位有关.     

有限粒子数费米系统温度对顺磁性的影响

根据弱磁场中理想费米气体的粒子数N+的几率分布函数G(β,N+),运用理论解析与数值模拟相结合的方法,研究了有限粒子数理想费米系统的泡利顺磁性,给出了粒子数临界值和上界磁场的解析式,分析了温度和粒子数对顺磁性的影响.研究表明,温度趋于费米温度时,极限磁化率与平均磁化率的偏差减小;当温度高于费米温度时,极限磁化率与平均磁...     

太阳辐射对相干激光告警接收机信噪比影响的理论分析

以相干激光告警接收机为研究对象，建立了在强太阳光照射下的信噪比数学模型．将太阳近似为一个5900K的球形黑体，通过严格的计算得到，在不考虑大气对太阳光的衰减作用的情况下，日地平均距离处太阳对地球的辐照度为148．7mW／cm^2．在考虑遮光罩的空间滤波的作用下，利用该数学模型分析得到太阳辐射最强时，太阳光经地面反射到达激光告警接收机CCD探测器上的太阳光功率密度为3．4mW／cm^2；同时，分析了在CCD探测器响应率最差的来袭激光和太阳辐射最强的情况下，该激光告警接收机最差的探测信噪比为17．5．（实验中选用的待测激光波长λ为1064nm，到达激光告警接收机前的光功率密度为10mW／cm^2，脉宽为10ns．）     

双模纠缠相干光场与Ξ型三能级原子相互作用系统的光子统计性质

采用求解Schrdinger方程和数值计算方法,研究了双模纠缠相干光场与Ξ型三能级原子相互作用系统的光子统计性质,分析了双模纠缠相干光场的纠缠程度、原子基态概率幅、失谐量、场模与原子的耦合常数以及平均光子数对光子统计性质的影响.结果表明,双模纠缠相干光场的纠缠程度对光子统计性质的影响不大; 原子初态时基态概率幅变大使时间演化曲线的中心显著上移; 失谐量变大使时间演化曲线的振荡频率变慢; 平均光子数、场模与原子耦合常数的变化对光子统计性质的影响也很明显; 光场两模之间总为非经典相关.