光與原子相干相互作用即原子相干效應(yīng)是激光誕生的物理基礎(chǔ),也是實(shí)現(xiàn)量子通信與量子儲存的重要基礎(chǔ)內(nèi)容。近些年來,原子相干效應(yīng)得到了廣泛的研究。電磁誘導(dǎo)透明（EIT）作為一種原子相干效應(yīng),可有效降低光場的共振吸收,增強(qiáng)介質(zhì)的色散和非線性效應(yīng),從而實(shí)現(xiàn)信息在光與介質(zhì)之間的儲存與交換。電磁誘導(dǎo)相干與干涉效應(yīng)在三能級Λ型或V型結(jié)構(gòu)中幾乎都可以被觀察到。當(dāng)泵浦光光波與信號光光波處于不同偏振條件下時(shí),三能級Λ型或V型結(jié)構(gòu)中的電磁誘導(dǎo)相干與干涉效應(yīng)也可在簡并二能級系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。例如,用一束右旋偏振泵浦光波和左旋偏振信號光波作用于一對塞曼子能級上,此塞曼能級屬于二能級系統(tǒng)的基態(tài)與激發(fā)態(tài)且可相干耦合到Λ型或V型結(jié)構(gòu)中。目前,電磁誘導(dǎo)增益（EIG）作為一種原子相干效應(yīng),得到了大家的普遍關(guān)注。全文繞著這樣的基礎(chǔ),首先介紹了電磁誘導(dǎo)透明的吸收和色散特性、電磁誘導(dǎo)吸收、基于原子相干的四波混頻過程的基本概念、產(chǎn)生機(jī)制并且回顧了國內(nèi)外在相關(guān)方向的研究進(jìn)展與應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上展開了對基于簡并二能級原子系統(tǒng)的電磁誘導(dǎo)增益與四波混頻的理論與實(shí)驗(yàn)研究。1)理論與實(shí)驗(yàn)分析討論了基于簡并二能級原子系統(tǒng)的電磁誘導(dǎo)增益。理論上構(gòu)造了一個(gè)N... 

【文章來源】：山西大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Λ型三能級原子結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的綴飾態(tài)結(jié)構(gòu)

基于簡并二能級原子系統(tǒng)中原子相干效應(yīng)的研究6圖1.3 理論研究與實(shí)驗(yàn)?zāi)M的EIT介質(zhì)對信號光的吸收和色散隨信號光失諧的變化曲線。摘自文獻(xiàn)[6]。1.3 電磁誘導(dǎo)吸收EIA是原子相干效應(yīng)對吸收的相長干涉，EIT是原子相干效應(yīng)對吸收的相消干涉，這對性質(zhì)相互對立的相干效應(yīng)可以使介質(zhì)的色散與吸收性質(zhì)發(fā)生完全不同的變化。在泵浦場的作用下導(dǎo)致信號光的吸收顯著增強(qiáng)的現(xiàn)象為電磁誘導(dǎo)吸收（EIA）。EIA認(rèn)為是原子激發(fā)態(tài)能級相干到基態(tài)能級相干的自發(fā)轉(zhuǎn)移，因此一般出現(xiàn)在多能級系統(tǒng)中且由相干泵浦場驅(qū)動(dòng)。Akulsh 實(shí)驗(yàn)小組[8]首先在Rb原子汽室中觀測到了EIA現(xiàn)象，他們認(rèn)為由于與共振輻射的相干相互作用導(dǎo)致了原子吸收的大量增加且在簡并二能級之間的封閉躍遷中驗(yàn)證了這一想法，同時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)值計(jì)算，給出了在簡并二能級系統(tǒng)中出現(xiàn)EIA的三個(gè)基本條件：（1）激發(fā)態(tài)能級的總角動(dòng)量eF 比基態(tài)能級的總角動(dòng)量gF 大，滿足關(guān)系 1e gF F ；（2）基態(tài)能級到激發(fā)態(tài)能級 g e的躍遷是封閉的循環(huán)躍遷；（3） 1gF ，即基態(tài)是簡并的，在零磁場條件下有 2 1gF 個(gè)簡并的塞曼子能級。之后Taichenachev 等人[7]在理論上證明了產(chǎn)生EIA的根本原因是簡并二能級原子系統(tǒng)中由泵浦光導(dǎo)致的激發(fā)態(tài)塞曼子能級相干到基態(tài)塞曼子能級相干的自發(fā)相干轉(zhuǎn)移（TOC）引起的

基于簡并二能級原子系統(tǒng)中原子相干效應(yīng)的研究6圖1.3 理論研究與實(shí)驗(yàn)?zāi)M的EIT介質(zhì)對信號光的吸收和色散隨信號光失諧的變化曲線。摘自文獻(xiàn)[6]。1.3 電磁誘導(dǎo)吸收EIA是原子相干效應(yīng)對吸收的相長干涉，EIT是原子相干效應(yīng)對吸收的相消干涉，這對性質(zhì)相互對立的相干效應(yīng)可以使介質(zhì)的色散與吸收性質(zhì)發(fā)生完全不同的變化。在泵浦場的作用下導(dǎo)致信號光的吸收顯著增強(qiáng)的現(xiàn)象為電磁誘導(dǎo)吸收（EIA）。EIA認(rèn)為是原子激發(fā)態(tài)能級相干到基態(tài)能級相干的自發(fā)轉(zhuǎn)移，因此一般出現(xiàn)在多能級系統(tǒng)中且由相干泵浦場驅(qū)動(dòng)。Akulsh 實(shí)驗(yàn)小組[8]首先在Rb原子汽室中觀測到了EIA現(xiàn)象，他們認(rèn)為由于與共振輻射的相干相互作用導(dǎo)致了原子吸收的大量增加且在簡并二能級之間的封閉躍遷中驗(yàn)證了這一想法，同時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)值計(jì)算，給出了在簡并二能級系統(tǒng)中出現(xiàn)EIA的三個(gè)基本條件：（1）激發(fā)態(tài)能級的總角動(dòng)量eF 比基態(tài)能級的總角動(dòng)量gF 大，滿足關(guān)系 1e gF F ；（2）基態(tài)能級到激發(fā)態(tài)能級 g e的躍遷是封閉的循環(huán)躍遷；（3） 1gF ，即基態(tài)是簡并的，在零磁場條件下有 2 1gF 個(gè)簡并的塞曼子能級。之后Taichenachev 等人[7]在理論上證明了產(chǎn)生EIA的根本原因是簡并二能級原子系統(tǒng)中由泵浦光導(dǎo)致的激發(fā)態(tài)塞曼子能級相干到基態(tài)塞曼子能級相干的自發(fā)相干轉(zhuǎn)移（TOC）引起的


本文編號：3510585