【摘要】：在研究光與物質(zhì)相互作用的過程中,人們發(fā)現(xiàn)了一種原子相干(量子干涉)效應。這一效應能夠產(chǎn)生很多新穎的物理現(xiàn)象,從而引起了科研工作者的極大關(guān)注,因此成為近年來量子光學領(lǐng)域中熱門的研究課題之一。激光強場作用于原子物質(zhì),可使其對光的吸收系數(shù)和折射系數(shù)發(fā)生變化,進而產(chǎn)生電磁感應透明現(xiàn)象。在這一基礎(chǔ)上,當用一駐波場驅(qū)動原子介質(zhì)時,介質(zhì)對另一弱探測場的吸收和色散性質(zhì)都會隨著駐波場光強的周期性變化而出現(xiàn)相應的改變,從而在介質(zhì)中形成光柵結(jié)構(gòu),使得透過的探測光發(fā)生衍射,此即為電磁感應光柵現(xiàn)象。基于電磁感應透明原理,本文主要研究了一個五能級原子系統(tǒng)和一個雙Λ型原子混合機制中的電磁感應光柵現(xiàn)象及其相干調(diào)控。論文的主要內(nèi)容有:1.利用一個五能級原子系統(tǒng),通過與兩個正交駐波場相互作用,誘導產(chǎn)生電磁感應二維光柵。在這一系統(tǒng)中,不同共振條件下,原子介質(zhì)的非線性吸收和折射性質(zhì)得到顯著增強,并同時伴隨著線性吸收的消失。當應用兩個駐波耦合場作用時,原子介質(zhì)中形成吸收或者位相型光柵,將探測光高效衍射至高級次方向。光柵的衍射效率強烈依賴于光與物質(zhì)相互作用長度、耦合場強度和失諧量。通過分析發(fā)現(xiàn),振幅和位相的周期性變化都是由其非線性調(diào)制引起的。2.研究由兩個三能級A型原子系統(tǒng)混合而成的機制中形成的電磁感應光柵的調(diào)控。兩個駐波場作用下系統(tǒng)中,由于吸收拉曼共振和放大拉曼共振間的相互作用,介質(zhì)的折射率得到增強并被周期性調(diào)制。因此,介質(zhì)中形成一個可將探測光衍射至高級方向的正弦光柵。理論上,我們研究了銣原子同位素形成的混合機制。結(jié)果表明光柵衍射在很大程度上取決于兩個拉曼躍遷的雙光子失諧量以及駐波驅(qū)動場的強度。3.利用振幅強度掩模獲得鋸齒狀耦合場,并與2中雙Λ型原子混合機制相互作用,實現(xiàn)電磁感應閃耀光柵。通過調(diào)節(jié)耦合場強度,可獲得一個2π的相位調(diào)制,透過的探測光束發(fā)生衍射,并且大部分光能被衍射至一級方向。通過調(diào)節(jié)雙光子失諧量可使得閃耀光柵的衍射效率遠大于100%。再者,當引入一個具有對稱結(jié)構(gòu)的強度掩模,透過的光被劈裂成兩個強度相等的光束。因此當我們使用更為復雜的振幅掩模時,這一原子系統(tǒng)可被用于實現(xiàn)光束劈裂和展寬。4.通過加入空間變化的耦合場,在原子介質(zhì)中實現(xiàn)不同類型的電磁感應光柵。同時,調(diào)節(jié)相關(guān)參量,可以提高光柵的衍射效率。這一研究在全光網(wǎng)絡和通信方面具有潛在的發(fā)展前景。
【圖文】：

當激光場失諧量滿足雙光子共振條件時，原子介質(zhì)相當于一個吸收型光柵。逡逑介質(zhì)對探測場只產(chǎn)生周期性的吸收調(diào)制而沒有位相調(diào)制。亦即，，原子介質(zhì)對探測逡逑場的吸收較大，衍射較弱，如圖１－４中的虛線所示，并且探測光強主要集中在零級逡逑方向。而當光場失諧量遠離雙光子共振時，原子介質(zhì)又相當于一個混合型光柵。逡逑介質(zhì)對探測場既有周期性的吸收調(diào)制又有位相調(diào)制。亦即，原子介質(zhì)對探測場的逡逑５逡逑

質(zhì)相互作用是現(xiàn)代量子光學中一個基礎(chǔ)也是極其重要的明的機制中，將原來的強耦合場由行波替換為駐波形式，吸收就會由于駐波場的存在而出現(xiàn)周期性的吸收和透射，理現(xiàn)象類似于經(jīng)典的夫瑯禾費遠場衍射，也正是科研工感應光柵。逡逑中，我們主要研究在一個新型五能級原子系統(tǒng)模型中的成和調(diào)控，并詳細分析對光柵的線性和非線性調(diào)制作用，和介質(zhì)相千作用長度等參量對衍射效率的影響，進而提射效率。逡逑模型和理論推導逡逑
【學位授予單位】：陜西師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：O431.2

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前3條

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本文編號：2594058