五能级原子系统中的双光子双重电磁诱导透明

利用半经典理论,讨论了五能级原子系统中的双光子双重电磁诱导透明,研究了外加相干场的Rabi频率和失谐量对双光子吸收谱的影响,最后在缀饰态中对这些现象给出了解释.     

基于石墨烯超材料的类电磁诱导透明研究

建立一个基于石墨烯的太赫兹超材料的周期单元结构,利用时域有限差分法进行仿真计算,深入解析石墨烯超材料与太赫兹电磁波相互作用出现的电磁诱导透明现象。分析了TM模式下该结构的电磁诱导透明发生的机理,通过改变结构材料、入射角度、石墨烯条的尺寸,分析反射峰的频点和透明窗口变化。计算结果表明:该结构在5.59 THz处由于共振耦合产生干涉相消,形成一个透明窗口;当石墨烯条的宽度增加时,共振频点发生蓝移,共振强度也明显增强,但透明窗口宽度并没有明显的变化;增加电磁波的入射角度,共振耦合强度减弱,但耦合频点基本无变化,说明该结构产生的电磁诱导透明效应对电磁波入射角不敏感。该研究结果在太赫兹反射器、非线性器件等方面有着潜在的应用价值,给太赫兹超材料器件的设计提供了新的思路。     

室温原子气室中基于电磁诱导透明和吸收效应的微波电场测量

基于里德堡原子的量子干涉效应,对微波电场的溯源进行测量.该方法使用室温铷原子气室作为探头,通过对双光子电磁诱导透明、三光子电磁诱导透明和三光子电磁诱导吸收效应的Autler-Townes分裂进行理论分析,并讨论了原子散粒噪声的测量极限.该方法不仅适用于微波电场的可溯源、自校准测量,还可被用于微波电场的亚波长成像以及矢量测量,将为进一步实现原子微波探头的小型化和集成化提供参考.     

三色场驱动和任意强度单色场探测三能级系统的非线性响应

讨论了三色驱动级联型三能级模型电磁诱导透明(EIT)现象。首先研究了级联型三能级模型在三色驱动场和单色探测场作用下原子的跃迁情况,据此写出了密度矩阵所满足的方程。通过数值求解,得到了探测场的吸收色散谱并对它进行了分析,发现了两个重要的结论:一个是三色驱动的吸收谱能通过驱动场的相位控制在探测场中心频率处产生透明窗口;另一个是改变驱动场的两个边频的拉比频率相对于中心频率的位相之差能够改变吸收色散曲线的形状。     

多声子系统的多光机械诱导透明

提出了一个光学腔中包含三个可移动镜子的混合腔光机械系统的理论方案,这个光学腔被一束较强的耦合场和一束较弱的探测场驱动与三个机械振子线性耦合.利用平均场近似理论,得到系统的稳态解,并数值模拟了系统输出的探测场随失谐的变化关系.分析与数值结果显示,当三个机械振子的振动频率互不相等时,该系统出现三个透明窗口,当三个振子的振动频率两两相等、或三个都相等时,三透明就变成了双透明或单一透明窗口;同时发现,在所选取的参数范围内,腔场与振子之间的有效耦合系数及腔场的衰减率能够调控透明窗口的宽度,有效耦合系数越大或衰减率越小,透明窗口越宽;如果腔中存在N个机械振子,当N个机械振子的频率互不相等时,此系统会出现N透明现象,否则,透明窗口的个数会有所减少.     

多引脚巨原子嵌套耦合于波导系统的电磁诱导透明现象

提出了一个由多引脚巨原子嵌套耦合到微波传输线的理论模型.利用该模型，计算模拟了光子通过波导的总透射率，由此得到巨原子与波导耦合点间的距离对光散射特性的影响.在此基础上，得到了类电磁诱导透明现象.该现象对光量子开关的理论研究和实验设计具有重要的意义.     

太赫兹宽带调频人工电磁媒质研究

新型人工电磁媒质具备自然界材料所不具备的一些电磁响应特性,因而成为当今科学研究的前沿.设计了一种新型温控THz宽带调频人工电磁媒质,在THz波段下其谐振频率能随温度实现连续可调.该人工电磁媒质由一系列金属SRR和置入SRR开口处的半导体InSb材料构成,通过改变温度可实现调频现象,调频范围宽达50％.温度的升高引起半导体材料载流子数目的增加,近而影响InSb的介电性质,从而实现谐振频率的移动.该温控宽带调频人工电磁媒质为太赫兹波段调频设备的实现提供了一定的借鉴意义.     

人工电磁超材料的电磁波调控特性

人工电磁超材料具有自然界材料所不具备的电磁参数,并且拥有可设计性和可灵活调节性质,可实现对电磁波传播性能进行新的调控,是近年来的研究热点.本文介绍了一系列运用人工电磁超材料调控电磁波传播的功能器件,包括非对称电磁波传输器件、可调节电磁波吸波结构、电磁波极化调制器件,磁性光子晶体、磁性左手材料和基于超导薄膜的太赫兹人工电磁超材料,这些器件运用人工超材料的特殊物理特性和参数可设计性,具有全新的功能和优势,有效提高了对电磁波的调控能力.     

麦克斯韦电磁应力张量和电磁固体耦合动力学

本文论述了电动力学基本方程与固体力学方程在耦合情况下的联系和复杂性问题,阐述了导出麦克斯韦电磁应力张量和电磁动量形式耦合动力学方程的意义,最后对几个电磁固体耦合动力学的典型问题进行了分析.     

导电导磁复合聚苯胺电磁参数及吸波性的研究

制备了两种磁性材料与聚苯胺合成的材料,采用3　cm波导式测量线在8　GHz～14　GHz频率范围内,用多点拟合的实验和计算方法对这类复合聚苯胺的电磁参数及微波吸收特性参数进行了测量.实验结果表明,复合聚苯胺在吸收剂中的浓度对电磁参数及吸波性能的影响很大.对Mn-Zn铁氧体复合聚苯胺,当浓度为0.23　g/cm     

热原子系综中双暗共振及亚多普勒吸收谱的实现

分别通过实验和数值模拟给出了在四能级倒Y模型原子系统中的双窗口电磁感应透明现象. 结果表明,    通过调解2个耦合场的失谐可控制透明窗口的位置. 双窗口电磁感应透明现象的物理本质是由于2个耦合场同时作用于原子系统中而形成的双暗共振,   同时双暗共振间的相互作用将探测场在目标频率处的吸收谱线压窄, 并在实验上得到频谱宽度（半高宽）约为30 MHz的探测场共振吸收谱线.     

K-型五能级原子的双重单光子电磁诱导透明

当一个Ξ-型三能级原子的中间态分别被两个控制光场耦合到另一个激发态和基态时,该原子的两个抽运光场所对应的吸收谱出现双重单光子透明.该吸收谱的性质与两个控制光场Rabi频率和基态非辐射衰变率有关.     

太赫兹波段树枝状三维各向同性左手材料设计及特性研究

基于微波段二维树枝状左手材料的设计思想,设计了太赫兹波段的三维各向同性左手材料结构单元模型.采用金属Drude模型,运用等效媒质理论,仿真模拟了结构单元的电磁响应特性,计算了结构单元的有关电磁参数,分析了其缺陷效应和吸波特性.结果表明折射率在太赫兹波段1.17¹.38 THz之间为负值,并通过模拟负折射验证了其左手特性;在缺陷严重情况下,其左手特性将消失;通过对模型进行改进,在1.47 THz处出现了一个吸收峰,吸收率高达98%.该模型结构简单,研究结果为采用自上而下的方法制备三维太赫兹波段左手材料指出了途径.     

微波段多吸收带超材料吸波体设计及仿真研究

基于开口电谐振环结构,设计了多吸收带超材料吸波体结构单元模型。模拟结果表明结构单元在5.205 GHz、10.628 GHz、17.559 GHz和24.896 GHz出现了4个吸收峰,吸收率最高为99.7%、最低为90%。当入射角度达到50度时,吸收率仍能保持在83%以上。在开口电谐振环级数增加的情况下,吸收峰的数目将会增加。这些优点使结构单元在频谱分析和多谱成像等领域表现出较大的潜力。     

氢键对方酸衍生物双光子吸收性质的影响

采用密度泛函理论方法优化了2,4-双（4-二甲胺基-2-二羟苯基）方酸分子的三种氢键结构,计算了分子激发态能量、单光子吸收振子强度和双光子吸收截面,应用洛仑兹展宽模拟了双光子吸收光谱并与实验结果进行了比较,分析了氢键对分子双光子吸收性质的影响。结果表明,氢键可以促进分子内电荷转移,从而显著提高分子双光子吸收强度。     

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。     

鱼刺状宽带超材料吸波体设计研究

实现宽带吸收是超材料吸波体研究面临的主要问题之一.基于此设计了鱼刺状宽带超材料吸波体,采用商业电磁仿真软件Microwave studio CST对超材料吸波体的吸收性能进行了计算和分析,结果表明设计的鱼刺状超材料吸波体可以在较宽的频率范围内实现电磁波的高吸收,在89.68~94.36GHz之间吸收率保持在90%以上.结构单元具有简单、较容易制备等优点.     

一个四能级相干驱动原子系统中的多透明窗

研究了在两个相干场驱动下呈现多透明窗特征的四能级原子系统. 该系统是N型四能级模型, 当只存在一个相干场时, 是典型的三能级V模型透明结构, 而在两个相干场的驱动下, 该系统呈现出两个透明窗口, 透明窗的位置、 宽度和吸收高度均可以通过调节驱动场的强度和失谐进行控制. 每个透明窗口在吸收最低时都伴随着高折射, 表明探测光的群速度在每个透明窗口都变慢了.     

Electromagnetically induced transparency with resonant nuclei in a cavity

The manipulation of light-matter interactions by quantum control of atomic levels has had a profound impact on optical sciences. Such manipulation has many applications, including nonlinear optics at the few-photon level, slow light, lasing without inversion and optical quantum information processing. The critical underlying technique is electromagnetically induced transparency, in which quantum interference between transitions in multilevel atoms renders an opaque medium transparent near an atomic resonance. With the advent of high-brilliance, accelerator-driven light sources such as storage rings or X-ray lasers, it has become attractive to extend the techniques of optical quantum control to the X-ray regime. Here we demonstrate electromagnetically induced transparency in the regime of hard X-rays, using the 14.4-kiloelectronvolt nuclear resonance of the M?ssbauer isotope iron-57 (a two-level system). We exploit cooperative emission from ensembles of the nuclei, which are embedded in a low-finesse cavity and excited by synchrotron radiation. The spatial modulation of the photonic density of states in a cavity mode leads to the coexistence of superradiant and subradiant states of nuclei, respectively located at an antinode and a node of the cavity field. This scheme causes the nuclei to behave as effective three-level systems, with two degenerate levels in the excited state (one of which can be considered metastable). The radiative coupling of the nuclear ensembles by the cavity field establishes the atomic coherence necessary for the cancellation of resonant absorption. Because this technique does not require atomic systems with a metastable level, electromagnetically induced transparency and its applications can be transferred to the regime of nuclear resonances, establishing the field of nuclear quantum optics.