利用强度具有δ阱空间分布的驱动光控制慢光

基于在电磁感应透明介质中超慢光和光信息储存的基本理论和技术,从理论上研究了用一种强度具有δ阱空间分布的控制光来操纵慢光运动,以及不同的控制光参数对慢光运动的影响。结果表明,仅当探测光为确切共振ω=ω0时,才能完全透过介质;增大δ阱的参数β,会使透明窗变窄。     

用具有空间分布的驱动光控制慢光

从慢光的运动方程出发，沿着探测光的运动方向引入两种特殊空间分布的驱动光：“U-型”和“V-型”分布，研究在电磁感应透明介质中，慢光的运动性质，并分别与量子力学中单粒子在方阱中的共振透射和光学黑洞进行类比．     

腔磁系统中的可调多窗口磁诱导透明以及快慢光转换

基于多个钇铁石榴石(YIG)小球和一个微波腔组成的腔磁系统,理论探讨探测输出场由于多路径干涉引起的磁诱导透明、放大、吸收及快慢光效应.结果表明,该系统输出场出现的干涉窗口数量等于系统中不同磁子频率的YIG小球个数,且干涉窗口位置由YIG小球的磁子频率决定.通过控制驱动场与探测场之间的相位差和振幅比可分别改变干涉窗口的类型(透明、放大及吸收)和透射谱的大小.每个干涉窗口处都会存在快光或慢光效应,改变驱动场和探测场之间的振幅比及相位差均可实现快光和慢光的转换,并在特定参数取值时群延迟时间可提高至0.1 s的数量级.     

光纤Bragg光栅的慢光特性

研究了光栅长度和光栅周期对光纤Bragg光栅慢光的影响,并重点分析了优化后的慢光特性.结果表明:随着光栅长度的增大,慢光时延量整体呈现不断递增的趋势,且幅度较大,其慢光谱谐振峰两边的旁瓣加强,谱底变得非常平坦,但随着光栅周期的增大,慢光群时延量却呈现出递减的趋势,优化参数后得到了群速度为c/98的慢光.这些规律为设计新型的光纤Bragg光栅的慢光延迟器件提供理论参考.     

光泵分子气体激光的调谐和增益特性——四能级近似

本文利用标准的密度矩阵方法,对两激光场和四能级系统的互作用过程写出密度矩阵的刘维方程;两激光场的频率为ω_p、ω_s,场强为E_p、E_s,失谐量为δ_p、δ_s;对CH_3F分子气体,利用电子计算机求出方程的解.由此得出系统的电极化率的虚部x″(ω_s)和δ_p,δ_s 的关系,并讨论了系统的调谐和增益特性.所得结果可应用于分析激光光泵亚毫米波激光器和研究气体分子中双光子吸收过程.     

对米氏粒子轴向光阱力与横向光阱力的测量研究

基于几何光学原理,在强聚焦激光光场中,以射线光学计算模型为基础,对几何尺寸远大于光波长的米氏球状粒子所受的轴向与横向光阱力进行计算.并在给定参数条件下,进行数值仿真,讨论各主要参数与光阱力的关系.     

聚焦平面波中介质球光阱力的计算

应用ABCD定律计算了平面光波经过一个光阑-透镜组合系统的衍射场.应用瑞利散射理论,计算了光与Rayleigh粒子(半径小于波长)的相互作用力.数值计算表明:光阑的大小,透镜的焦距、光的波长以及粒子周围介质的选择对于光阱力都有重要的影响,光阑的加入增加了光学系统的可调性.这些结果对实验参数的选择,调节和实验结果的评价具有一定的指导意义.     

光子晶体波导中的慢光研究

利用平面波展开法研究了二维光子晶体线缺陷波导中慢光的传输特性.本文探讨了缺陷波导中缺陷处椭圆形介质柱长短轴的变化对缺陷模式所产生的影响.分析表明,调节缺陷处椭圆形介质柱长短轴的尺寸能得到平坦的导模色散曲线图.可得到的群速度最大值低于0.072c,带边群速度最小值仅为0.002c,慢光模式为单模式,对光的局域更强,而且设计简单的慢光波导结构.     

闪锌矿GaN/AlGaN量子阱中激子态及带间光跃迁

基于有效质量近似,运用变分方法研究闪锌矿GaN/AlGaN量子阱中的激子态及带间光跃迁随闪锌矿GaN/AlGaN量子阱结构参数的变化关系,考虑电子与空穴在其量子阱中的有限势效应.数值计算结果显示出当量子阱的尺寸增加时,基态激子结合能和带间光跃迁能降低,而当闪锌矿GaN/AlGaN量子阱中垒层材料AlGaN中Al含量增加时,基态激子结合能和带间光跃迁能增加.     

生成二维对称光阱阵列的一种简单方法

提出了生成二维空间光阱阵列的新方法.由光阱位置参量和强度参量构成的纯位相调制函数,可以生成光阱数目、每个独立光阱的位置、光阱的峰值强度都可控的二维空间光阱阵列.采用液晶空间光调制器,仿真模拟设计了生成二维3×3对称光阱阵列的位相分布模板,计算了光强分布.     

基于电磁感应透明效应的超慢矢量光孤子

研究基于电磁感应透明效应的A-梯型五能级原子中的超慢矢量光孤子.利用多重尺度展开法导出探测光场的左旋和右旋偏振分量所遵循的耦合非线性薛定谔方程.通过选取合适的参数,使得系统产生的克尔非线性效应与群速度色散平衡,从而探测光场的两个偏振分量可形成稳定的时间矢量光孤子.该矢量光孤子传播的速度可降至10-5c(c为真空中的光速...     

双泵浦功率比实现参量控制减小SBS慢光脉冲失真的研究

基于单模光纤中SBS慢光特性,通过控制双宽带泵浦光功率比实现参量控制脉冲失真.利用较强泵浦光增益谱的中心频率与较弱泵浦光损耗谱的中心频率相重合,调节较弱泵浦光的功率和谱宽,能够部分地抵消掉较强增益谱的顶部从而构建出平坦的增益谱.研究表明:通过控制双泵浦功率比q,讨论q对相关参量(Wflat、Re[g(ω)]、Im[g(ω)]、ΔTd和ΔTd/Tin等)的影响,可得到功率比q的选取在2.0~3.5区间,使脉冲各参量达到最佳优化状态的结论.同时进一步讨论增益引起的脉冲展宽Bgain,群速度引起的脉冲展宽BG VD和三阶色散,均导致脉冲图像发生扭曲、变形,经研究表明三阶色散是导致的脉冲失真的主要因素.     

含双负介质一维光子晶体的量子阱结构研究

采用传输矩阵法研究一维光子晶体(AB)m(ACABACA)n(BA)m的透射谱,结果发现:无论C层为双正介质还是含双负介质,在归一化频率1.0ω/ω0处均构成对称分布的光子晶体量子阱结构,并在光量子阱透射谱的相应频率位置出现对称分布的共振透射峰,呈现明显的量子化效应.当C层为双正介质时,透射峰数目等于n+1且位置可调;当C层为双负介质时,出现数目与n的奇偶性相关的透射峰.     

光纤Bragg光栅的慢光特性

运用数值计算的方法研究了光栅长度和调制深度对光纤Bragg光栅慢光的影响,并重点分析了优化后的慢光特性。结果表明：随着光栅长度和调制深度的增大,光纤Bragg光栅的慢光群时延量不断增大,增长的幅度也在逐渐增大;且一定带宽的谐振峰两边的旁瓣加强;同时谱底趋向平坦。调制深度的增大使其慢光峰值波长产生红移,短波长处的慢光群时延量往相反方向增大,且慢光谱的谱宽也增大。优化参数后得到了群速度为c/98的慢光,且慢光谱中心频率的右侧边带产生了很大的振动。这些规律可为设计新型的慢光延迟器件提供理论参考。     

回音壁腔光机械系统中的动力学行为

研究了在控制和探测激光存在时回音壁腔光机械系统中的动力学行为,分析了系统中产生类似于原子电磁诱导透明与吸收的原因,论证了此系统的输出场在探测频率下存在类似于电磁诱导透明和电磁诱导吸收的现象,并证实了回音壁光机械腔系统与Λ原子系统中的泵浦探测响应特性相类似.此外,利用泵浦失谐控制光机械系统中类似于电磁诱导透明和电磁诱导吸收之间的转换,此系统中光机械诱导透明与吸收的论证为量子信息的处理提供了理论依据.     

调控EIT气体折射率实现对布儒斯特角的控制

提出了电磁感应透明(EIT)介质的一个新的相干操纵应用:控制电磁感应透明气体折射率实现对布儒斯特角的调控。将一定密度的EIT原子气体充入2块玻璃材料中,计算表明光从玻璃入射EIT原子气体的布儒斯特角随外控制场而变。通过改变控制光的拉比频率等场外参数即可达到对布儒斯特角的调控。     

光子晶体耦合腔波导中的慢光特性研究

研究了二维光子晶体耦合腔波导的慢光传输特性.利用平面波展开法分析不同结构的耦合腔波导的色散曲线.分析发现,光子晶体耦合腔波导的慢光特性与点缺陷微腔的几何尺寸有关.通过调制点缺陷的半径可以改变慢光导模的中心频率.另外发现,点缺陷微腔间距也是影响耦合腔波导慢光特性的重要参数.增大距离n,零色散点导模的群速度明显下降,可以获得群速度为0.005c的慢光模式,而导模的中心频率变化不大.该分析结果为设计不同要求的慢光波导结构提供重要参考.     

光孤子的非线性隧穿效应

本文以变系数非线性薛定谔方程为模型,研究光孤子通过色散垒(阱)与非线性垒(阱)的非线性隧穿效应.数值模拟发现,当光孤子通过非线性势垒时,脉冲能够被有效的压缩.     

Pr∶YSO晶体中基于光存储的频率转换

基于电磁感应光透明导致的光存储效应, 在四能级双Lambda系统的Pr〖KG*9〗∶〖KG-*2〗YSO晶体中,  实验研究光信息在两个不同频率通道间的转换. 结果表明: 在电磁感应光透明的条件下, 当一个弱的探测脉冲通过晶体时, 其群速度减慢, 实验观测到的群速度为86 m/s; 当慢光脉冲在晶体中传输时, 在绝热条件下关闭相干控制场, 此时探测场光脉冲的部分相干光学信息将存储于晶体内部; 在光信息释放过程中, 通过开启不同方向及频率的两个控制场, 存储的光信息会由原慢光脉冲单一通道转换为两个具有不同频率和方向的光脉冲通道进行释放. 在释放过程中调整两个控制场可实现慢光信息在两个不同频率通道间的相互转换.     

自旋扭曲光晶格中的玻色-爱因斯坦凝聚体

研究了自旋依赖双层方形光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体(Bose-Einstein condensates,BEC)的基态特征.双层晶格间的相对扭曲角度和层间耦合强度是影响超冷原子密度分布的重要可调参数.当光晶格的最低能带呈单阱色散时,超冷原子在莫尔晶格(Moire lattice)中的局域化受扭曲角度、层间耦合强度、原子数和晶格深度等的影响;当光晶格的最低能带呈双阱色散时,光晶格的扭曲可导致2个自旋态的反向扭曲,随着层间耦合强度的增加,2个扭曲的自旋态逐渐重合.该研究工作有助于深入探索扭曲光晶格超冷原子中的新奇量子效应.