傳統(tǒng)的非線性光學(xué)主要研究激光場與電磁介質(zhì)的相互作用及其產(chǎn)生的強光非線性光學(xué)效應(yīng)。上世紀90年代電磁誘導(dǎo)透明（Electromagnetically Induced Transparency,簡稱EIT）現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)則為研究弱光非線性光學(xué)打開了突破口。EIT效應(yīng)可有效地抑制介質(zhì)對入射光場的共振吸收,同時還能顯著地改變介質(zhì)的色散和非線性響應(yīng)特性。這不僅使光脈沖的超慢無損耗傳播及其主動操控成為可能,而且為實現(xiàn)單光子水平下的非線性與量子光學(xué)效應(yīng)提供了重要的技術(shù)手段。近年來,超冷里德堡原子的研究引起了人們的廣泛關(guān)注。超冷里德堡原子具有許多新奇的物理特性,如很長的壽命、很大的電偶極矩、在12個數(shù)量級范圍內(nèi)可調(diào)的強偶極——偶極相互作用等。除了許多其它重要的進展,里德堡原子EIT的實驗實現(xiàn)為弱光非線性與量子光學(xué)效應(yīng)的探索提供了嶄新的平臺,相關(guān)研究成果在精密光譜科學(xué)與技術(shù)、量子計算與量子信息、量子調(diào)控與精密測量等諸多研究領(lǐng)域有重要應(yīng)用。原子EIT是量子存儲的關(guān)鍵技術(shù)之一。為了得到較高的存儲效率和保真度,原子介質(zhì)必須具有足夠大的光學(xué)深度。但在通常的EIT存儲方案中,對于大光學(xué)深度的原子介質(zhì),體系的四波混頻（... 

【文章來源】：華東師范大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：163 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 電磁誘導(dǎo)透明及其瞬態(tài)光學(xué)特性
    1.3 基于電磁誘導(dǎo)透明和四波混頻的量子存儲
    1.4 超冷里德堡原子系綜中的電磁誘導(dǎo)透明
    1.5 等離激元誘導(dǎo)透明
    1.6 論文結(jié)構(gòu)
第二章 三能級A型原子系統(tǒng)中電磁誘導(dǎo)透明的全量子理論描述
    2.1 引言
    2.2 電磁場的正則量子化
    2.3 光與三能級原子系綜相互作用的理論模型
    2.4 光與原子系綜相互作用的Heisenberg-Langevin運動方程
        2.4.1 漲落耗散定理和量子Langevin方程
        2.4.2 Langevin算符的雙時關(guān)聯(lián)函數(shù)
        2.4.3 Heisenberg-Langevin運動方程
    2.5 EIT的全量子化描述
        2.5.1 量子噪聲對EIT介質(zhì)中光子傳播特性的影響
        2.5.2 EIT中的量子噪聲譜
        2.5.3 基于EIT的量子存儲
    2.6 本章小結(jié)
第三章 電磁誘導(dǎo)透明和四波混頻條件下的光子傳播及其量子噪聲抑制
    3.1 引言
    3.2 理論模型
    3.3 電磁誘導(dǎo)透明和四波混頻條件下光子的線性傳播特性
    3.4 抑制四波混頻誘導(dǎo)的量子真空噪聲
        3.4.1 抑制快光模式
        3.4.2 光場噪聲譜的抑制
        3.4.3 光子傳播特性的優(yōu)化
        3.4.4 光場保真度的優(yōu)化
    3.5 本章小結(jié)
第四章 超冷里德堡原子中電磁誘導(dǎo)透明的瞬態(tài)光學(xué)響應(yīng)特性研究
    4.1 引言
    4.2 基于兩原子模型的瞬態(tài)光學(xué)響應(yīng)特性
        4.2.1 兩原子模型介紹
        4.2.2 兩原子模型中里德堡EIT的瞬態(tài)光學(xué)響應(yīng)
    4.3 基于原子系綜的瞬態(tài)光學(xué)響應(yīng)特性
        4.3.1 原子系綜模型
        4.3.2 原子系綜中里德堡EIT的瞬態(tài)光學(xué)響應(yīng)
    4.4 本章小結(jié)
第五章 基于等離激元誘導(dǎo)透明的高效四波混頻研究
    5.1 引言
    5.2 基于電磁誘導(dǎo)透明的原子四波混頻及其在超穎材料中的經(jīng)典類比
        5.2.1 雙A型四能級原子系統(tǒng)中基于電磁誘導(dǎo)透明的四波混頻
        5.2.2 類比于雙A型四能級原子系統(tǒng)的超穎材料模型
    5.3 基于等離激元誘導(dǎo)透明的類比四波混頻
    5.4 克爾非線性增強與高維非線性等離激元的實現(xiàn)
        5.4.1 非線性包絡(luò)方程與增強的克爾非線性
        5.4.2 非線性高維矢量等離激元:Dromions
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 研究工作總結(jié)
    6.2 擬開展的進一步工作
附錄A 第二章的輔助材料
    A.1 雙時關(guān)聯(lián)函數(shù)(2.30)的證明
    A.2 傅里葉變換的說明
    A.3 本文用到的Langevin算符雙時關(guān)聯(lián)函數(shù)
的具體形式">    A.4 光子數(shù)表達式(2.39)中的具體形式

附錄B 第三章的輔助材料
    B.1 各系數(shù)的具體表達式
    B.2 多模單光子態(tài)入射下的保真度計算
附錄C 第四章的輔助材料
    C.1 瞬態(tài)響應(yīng)過程中響應(yīng)時間的定義
    C.2 原子系綜中單體和兩體密度矩陣元的含時解
附錄D 第五章的輔助材料
    D.1 方程(5.18)中非線性系數(shù)的確定
    D.2 四能級雙A型原子系統(tǒng)的光學(xué)Bloch方程
    D.3 q_(μj)和ε_(μj)的運動方程
    D.4 雙線性方法導(dǎo)出單Dromions解
參考文獻
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝



本文編號：3180252

boshi