Ladder型三能級系統(tǒng)光學性質瞬態(tài)演化的相干控制.pdf

1、物質的光學性質和光學過程的相干控制研究是當前世界上光學研究中重要而活躍的前沿領域之一。相干控制的研究不僅有重要的理論意義，而且在量子光學、非線性光學、量子信息和光通訊等領域內都有重要的應用價值。原子相干現(xiàn)象在很多方面都具有潛在的應用價值，如：相干粒子數(shù)捕獲、電磁感應透明、無反轉激光、光量子信息的存儲和處理等。而在眾多的原子相干現(xiàn)象中，無粒子數(shù)反轉激光(Lasing Without Inversion簡稱LWI)引起了人們更大的興趣和特別

2、的重視。作為一種產生激光的新型機制，應用無粒子數(shù)反轉激光可以在應用傳統(tǒng)激光理論和方法很難甚至不可能產生激光的高頻光譜區(qū)(X—射線甚至Y—射線區(qū))產生激光，因此無粒子數(shù)反轉激光的研究不僅具有重要的理論價值而且具有廣闊的應用前景。 本論文在前人研究工作的基礎上，對Ladder型三能級原子系統(tǒng)光學性質的瞬態(tài)演化的相干控制進行了理論研究，全文內容共分四章： 第一章綜述，闡述了對無粒子數(shù)反轉激光和相干控制的研究意義、無粒子數(shù)反轉激

3、光產生的物理機制，并且介紹了當前這一重要課題的研究現(xiàn)狀。 第二章在探測場和驅動場雙共振的條件下，分別從存在和不存在非相干泵浦兩個方面分析了開放的Ladder型三能級原子系統(tǒng)中自發(fā)輻射誘導相干(SGC)對增益、色散和粒子數(shù)差瞬態(tài)演化的影響。此外，本章還分別分析了不同的原子注入速率，退出速率比對與SGC相關的增益的調制作用。研究結果表明：SGC強度的改變對瞬態(tài)增益和最終的穩(wěn)定增益有顯著影響，存在非相干泵浦時，LWI增益隨注入速率比和

4、退出速率的減小而增大，而不存在非相干泵浦時的情況恰好與存在非相干泵浦時的規(guī)律相反。 第三章討論了一個開放的Ladder型原子系統(tǒng)中相對位相對三能級系統(tǒng)中的粒子數(shù)分布、探測場的增益和色散瞬態(tài)演化的控制作用以及注入速率比和退出速率對與位相相關的增益的調制作用。研究結果表明：在開放系統(tǒng)中，相對位相的變化不改變粒子數(shù)在各能級上的分布，但對探測場的增益和色散有顯著影響；不管是否存在非相干泵浦，皆可產生瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)LWI增益，不存在非相干泵浦