【摘要】：自激光發(fā)明以來(lái),出現(xiàn)了許多新奇的光學(xué)現(xiàn)象,諸如飽和吸收、光子回波、受激布里淵散射、參量振蕩、自感應(yīng)透明以及四波混頻等。而這些現(xiàn)象不再能夠用線性光學(xué)的理論來(lái)解釋,因此,為解釋這些現(xiàn)象非線性光學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。電磁誘導(dǎo)透明是由量子相干效應(yīng)引起的,其在共振頻率附近具有較弱的吸收和陡峭的極化率變化的特性,使其在許多方面都具有巨大的應(yīng)用價(jià)值,例如,頻率轉(zhuǎn)換、光速減慢以及非線性增強(qiáng)等。利用電磁誘導(dǎo)透明,人們?cè)谌豕鈼l件下能夠?qū)崿F(xiàn)比較強(qiáng)的非線性極化率。于是,許多基于電磁誘導(dǎo)透明實(shí)現(xiàn)非線性增強(qiáng)的方案被提出,人們更多地將焦點(diǎn)集中于如何在弱吸收甚至無(wú)吸收的狀態(tài)下得到強(qiáng)的非線性極化率。本文首先在加入了非相干泵浦的Tripod型四能級(jí)原子系統(tǒng)中對(duì)無(wú)吸收的克爾非線性增強(qiáng)展開(kāi)了研究。采用密度矩陣方法,將非相干泵浦速率加入到密度矩陣運(yùn)動(dòng)方程中,通過(guò)理論計(jì)算和數(shù)值模擬,發(fā)現(xiàn)在合適的參數(shù)條件下,可以在兩個(gè)對(duì)稱的頻率位置得到增強(qiáng)的克爾非線性,并且此時(shí)的吸收為零。通過(guò)和已有的文獻(xiàn)對(duì)比發(fā)現(xiàn):粒子數(shù)布居的變化及其對(duì)原子態(tài)的相干性帶來(lái)的影響引起了克爾非線性的增強(qiáng)。本文的另一個(gè)重要工作是在非對(duì)稱腔中基于電磁誘導(dǎo)透明實(shí)現(xiàn)π相移。在這項(xiàng)工作中,我們理論計(jì)算了含有原子介質(zhì)的腔透射譜與反射譜,發(fā)現(xiàn)在反射通道中,利用腔鏡的透射和反射性質(zhì)可以實(shí)現(xiàn)交叉相位調(diào)制。這里電磁誘導(dǎo)透明相當(dāng)于一個(gè)光學(xué)開(kāi)關(guān),當(dāng)介質(zhì)構(gòu)成電磁誘導(dǎo)透明狀態(tài)時(shí),探測(cè)場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)精確的π相移;當(dāng)介質(zhì)未構(gòu)成電磁誘導(dǎo)透明狀態(tài)時(shí),探測(cè)場(chǎng)不會(huì)經(jīng)歷相移。相比于采用電磁誘導(dǎo)透明的方案和采用高精細(xì)度光學(xué)腔的方案,我們所提出的實(shí)現(xiàn)交叉相位調(diào)制的方案在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件下更容易實(shí)現(xiàn),而且不需要嚴(yán)格控制介質(zhì)的光學(xué)長(zhǎng)度就可以得到精確的π相移。
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O437
【圖文】：

華東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文邐第１５頁(yè)逡逑長(zhǎng)度應(yīng)該為半波長(zhǎng)的整數(shù)倍，光波才能在腔內(nèi)形成駐波，因此（２－３１）式又被稱為諧振腔逡逑的駐波條件。另外，％被稱為光學(xué)諧振腔的諧振頻率或者共振頻率，只有頻率滿足（２－３１）逡逑式的光波才能在長(zhǎng)度為Ｚ的諧振腔內(nèi)穩(wěn)定存在。逡逑一般情況下，諧振腔的腔長(zhǎng)要比光的波長(zhǎng)大許多，因此，也就會(huì)有很多個(gè)滿足共振逡逑條件的諧振頻率。我們把沿軸線方向也就是縱向形成的駐波場(chǎng)稱為光學(xué)諧振腔的本征模逡逑式，把每一個(gè)整數(shù)ｇ所代表的腔內(nèi)穩(wěn)定的場(chǎng)分布記為激光的縱模，ｇ又稱為縱模序數(shù)。逡逑每一個(gè)不同的９值對(duì)應(yīng)不同的縱模，不同的縱模對(duì)應(yīng)不同的頻率。由諧振頻率％的計(jì)算逡逑公式，我們可以得到相鄰兩個(gè)諧振頻率的差值為：逡逑＝告，邐（２－３２）逡逑稱之為縱模間隔。由這個(gè)公式可以看出，諧振腔的光學(xué)長(zhǎng)度Ｉ越長(zhǎng)，相鄰的兩個(gè)諧振頻逡逑率的差值就越小，即縱模間隔就越小，因此，能夠滿足共振條件的諧振頻率也就越逡逑多。如圖２．４所示，在頻率坐標(biāo)上縱模以等間隔排列。逡逑

圖３．１含有非相干泵浦場(chǎng)的Ｔｒｉｐｏｄ型四能級(jí)原子系統(tǒng)逡逑Ｆｉｇ．邋３．１邋Ｆｏｕｒ－ｌｅｖｅｌ邋Ｔｒｉｐｏｄ－ｔｙｐｅ邋ａｔｏｍｉｃ邋ｓｙｓｔｅｍ邋ｗｉｔｈ邋ｉｎｃｏｈｅｒｅｎｔ邋ｐｕｍｐｉｎｇ逡逑Ｔｒｉｐｏｄ型四能級(jí)原子系統(tǒng)如圖３．１所示，該系統(tǒng)可由銣原子構(gòu)成，即８５拙或８７拙。逡逑圖中，能級(jí)｜４＞表示激發(fā)態(tài)，能級(jí)｜１＞，｜２＞，邋｜３＞表示低能態(tài)。在這個(gè)系統(tǒng)中，我們?cè)诨义蠎B(tài)｜１＞與激發(fā)態(tài)｜４＞之間加入非相干泵浦場(chǎng)。在相互作用繪景下，經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)波近似以后，逡逑

Ｐｒｏｂｅ邋ｄｅｔｕｎｉｎｇ邋（ＭＨｚ）邐Ｐｒｏｂｅ邋ｄｅｔｕｎｉｎｇ邋（ＭＨｚ）逡逑圖３．３多普勒展寬效應(yīng)影響下的自克爾非線性（實(shí)線）和吸收（虛線）隨探測(cè)場(chǎng)頻率失諧的變化圖逡逑像。參數(shù)設(shè)置為］奶ｋＨｚ，ｙ０３＝＼ＱｋＨｚ，，ｊ＾＝＼２ＭＨｚ邋，邋Ａｓ邋＝邋９ＭＨｚ邋，逡逑Ａｅ邋＝邋０，邋Ｑｅ＝１０Ｍ／／ｚ，邋Ｑ５＝１．５Ｍ份。⑷，（ｂ）未加入非相干泵浦。（ｃ），邋（ｄ）加入非相干泵浦，逡逑ｒ邋＝邐。（ｂ）和（ｄ）分別為（ａ）和（ｃ）右側(cè)的透明窗口鄰近處的曲線變化情況。逡逑Ｆｉｇ．邋３．３邋Ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ邋ｏｆ邋ｓｅｌｆ－Ｋｅｒｒ邋ｎｏｎｌｉｎｅａｒｉｔｙ邋（ｓｏｌｉｄ）邋ａｎｄ邋ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ邋（ｄａｓｈｅｄ）邋ｖｅｒｓｕｓ邋ｔｈｅ邋ｐｒｏｂｅ逡逑ｄｅｔｕｎｉｎｇ邋ｔｈｅ邋ｐｒｅｓｅｎｃｅ邋ｏｆ邋Ｄｏｐｐｌｅｒ邋ｂｒｏａｄｅｎｉｎｇ．邋Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ邋ａｒｅ邋ｙ＾２＝４０ｋＨｚ，邋ｙ＾３＝ｌ０邋ｋＨｚ邋，逡逑／４ｌ＝６ＭＨｚ，邋ｙＡ２＝６ＭＨｚ，邋／４３＝＼２ＭＨｚ邋，邋Ａｓ＝９ＭＨｚ，邋Ａｃ邋＝邋０，邋Ｑｃ＝ｌ０ＭＨｚ，邋Ｑ，ｓ＝＼．５ＭＨｚ．逡逑（ａ），邋（ｂ）邋ｗｉｔｈｏｕｔ邋ｉｎｃｏｈｅｒｅｎｔ邋ｐｕｍｐｉｎｇ，邋（ｃ），邋（ｄ）邋ｗｉｔｈ邋ｉｎｃｏｈｅｒｅｎｔ邋ｐｕｍｐｉｎｇ邋ｒａｔｅ，邋ｒ邋—邋ＡｋＨｚ．邋（ｂ）邋ａｎｄ邋（ｄ）邋ｓｈｏｗ逡逑ｔｈｅ邋ｂｅｈａｖｉｏｕｒ邋ｗｉｔｈｉｎ邋ｔｈｅ邋ｒｉｇｈｔ邋ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ邋ｗｉｎｄｏｗ邋ｏｆ邋（ａ）邋ａｎｄ邋（ｃ）．逡逑首先，我們根據(jù)３．２節(jié)中求出的的公式對(duì)自克爾非線性進(jìn)行數(shù)值模擬。如圖３．３逡逑所示為Ｔ＝３００Ｋ的情況下

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 劉羽桐;鈕月萍;林功偉;龔尚慶;;原子相干引起的五階非線性增強(qiáng)[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2017年07期

2 陳昊楠;應(yīng)康;段亞凡;鈕月萍;龔尚慶;;Cavity linewidth narrowing by means of electromagnetically induced transparency in Rb with a longitudinal magnetic field[J];Chinese Optics Letters;2014年09期

3 劉紅軍,陳國(guó)夫,趙衛(wèi),王屹山;三波混頻光參量放大器中帶寬的研究[J];中國(guó)激光;2002年08期

本文編號(hào)：2781058