本文關(guān)鍵詞：基于原子相干的多脈沖光束群速度操控，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：原子相干效應(yīng)是利用相干光場將原子中不同的能級耦合起來,進(jìn)而改變光與物質(zhì)相互作用的規(guī)律,從而使得光在吸收、色散和折射率等特性上表現(xiàn)出新的物理現(xiàn)象。而脈沖光群速度的相干操控在光信息存儲、全光延遲線、激光雷達(dá)和高靈敏干涉儀領(lǐng)域都有著重要的應(yīng)用前景。因此,本文重要圍繞電磁誘導(dǎo)透明、電磁誘導(dǎo)吸收和四波混頻等原子相干效應(yīng),實驗研究了基于上述原子相干效應(yīng)的多脈沖光束群速度的相干操控。主要內(nèi)容包括以下四部分：第一章綜述了常用的脈沖光束群速度操控技術(shù)。如電磁誘導(dǎo)透明、電磁誘導(dǎo)吸收、相干布局振蕩、四波混頻、受激布里淵散射、受激拉曼散射和光子晶體中結(jié)構(gòu)色散等導(dǎo)致的脈沖光群速度變化的研究進(jìn)展；簡單介紹了基于慢光技術(shù)和快光技術(shù)的一些應(yīng)用。第二章研究了簡并二能級系統(tǒng)中透射和反射快光的產(chǎn)生及其群速度操控。在銫原子的簡并二能級系統(tǒng)中,利用駐波耦合場的相干反射作用,研究了反射信號光和透射探針光的色散特性；通過調(diào)節(jié)駐波耦合場的強(qiáng)度,同時操控入射探針脈沖和反射信號脈沖的群速度。實驗中當(dāng)后向耦合場的功率從零逐漸增加到與前向耦合場功率相等的過程中,透射探針脈沖光逐漸由減光速即慢光傳輸轉(zhuǎn)變?yōu)榧庸馑偌纯旃鈧鬏�；反射的信號脈沖光由于共振吸收的存在一直處于快光傳輸狀態(tài)。在完全駐波處,實現(xiàn)了透射脈沖和反射脈沖的同時超光速傳輸。采用極化率的吸收和色散理論,數(shù)值模擬了實驗結(jié)果。第三章實驗研究了基于四波混頻的雙脈沖光束的增益慢光傳輸特性。首先在共振四波混頻情況下,選擇合適能級結(jié)構(gòu),實現(xiàn)了對入射探針光的放大并產(chǎn)生一束新的共軛光；在脈沖模式下,研究了探針脈沖和共軛脈沖光的同時增益慢光傳輸特性。隨后在遠(yuǎn)失諧四波混頻情況下,選擇合適能級結(jié)構(gòu),研究了單光子拉曼失諧、系統(tǒng)溫度和泵浦光功率等參數(shù)對入射探針和產(chǎn)生共軛光增益的影響；并在脈沖模式下研究了雙光子失諧對探針和共軛脈沖光增益和群速度延遲時間的影響,實驗中獲得最大探針和共軛脈沖光的延遲比分別為2.07和1.83。實驗中還采用不同半高全寬的入射脈沖,分析了脈沖寬度對群速度延遲特性的影響。第四章實驗觀察了基于四波混頻的四束脈沖光的增益慢光現(xiàn)象。在雙人四波混頻結(jié)構(gòu)下,首先在產(chǎn)生最大前向增益的失諧處,研究了前向探針和共軛脈沖光束的增益慢光特性。然后改進(jìn)實驗方案,使得四個四波混頻非線性過程同時存在,通過入射一束探針脈沖光,在探針脈沖慢光傳輸?shù)耐瑫r,產(chǎn)生三束新的慢光脈沖,從而在單一原子系統(tǒng)中,同時觀測到了四束脈沖光呈現(xiàn)慢光傳輸；其中,后向脈沖的延遲時間大于前向脈沖的延遲時間。多脈沖光束的群速度操控對多通道的信息處理有重要的應(yīng)用價值。其中創(chuàng)新性的工作如下：Ⅰ. 在銫原子簡并二能級系統(tǒng)中,借助駐波耦合場的相干反射作用,實驗上實現(xiàn)對入射探針脈沖和反射信號脈沖光群速度的同時操控,在完全駐波時,實現(xiàn)了兩束脈沖光同時快光傳輸。理論上,利用極化率的色散特性解釋了實驗結(jié)果。Ⅱ. 基于雙人四波混頻效應(yīng),實驗上分別在共振和遠(yuǎn)失諧的能級結(jié)構(gòu)下實現(xiàn)了對入射探針脈沖和新產(chǎn)生的共軛脈沖光束群速度的連續(xù)操控。Ⅲ. 在特定實驗方案下,保證多個四波混頻過程同時共存,從而在實驗上通過入射一束探針脈沖光,在單一原子系統(tǒng)中同時得到了四束脈沖光的慢光傳輸。
【關(guān)鍵詞】：電磁誘導(dǎo)透明 電磁誘導(dǎo)吸收 四波混頻 慢光 快光
【學(xué)位授予單位】：山西大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O437;O562.3
【目錄】：

• 中文摘要8-10
• ABSTRACT10-13
• 第一章 緒論13-31
• 1.1 相速度和群速度13-14
• 1.2 群速度操控的相關(guān)技術(shù)綜述14-25
• 1.2.1 基于電磁誘導(dǎo)透明和電磁誘導(dǎo)吸收的群速度操控14-18
• 1.2.2 基于相干布居振蕩的群速度操控18-19
• 1.2.3 基于四波混頻的雙脈沖光束的群速度操控19-22
• 1.2.4 基于受激布里淵散射和受激拉曼散射的群速度操控22-24
• 1.2.5 基于光子晶體中結(jié)構(gòu)散射的群速度操控24-25
• 1.3 群速度操控技術(shù)的應(yīng)用25-28
• 1.3.1 慢光技術(shù)的應(yīng)用25-27
• 1.3.2 快光技術(shù)的應(yīng)用27-28
• 1.4 本文的主要內(nèi)容28-31
• 第二章 簡并二能級系統(tǒng)中透射和反射快光的同時產(chǎn)生31-43
• 2.1 引言31-32
• 2.2 實驗裝置和結(jié)果32-36
• 2.3 理論分析36-41
• 2.4 小結(jié)41-43
• 第三章 基于四波混頻的雙脈沖光束的增益慢光特性43-65
• 3.1 引言43-44
• 3.2 共振雙Λ FWM系統(tǒng)中增益慢光的實驗研究44-52
• 3.2.1 能級方案和實驗裝置44-45
• 3.2.2 實驗結(jié)果和討論45-52
• 3.3 遠(yuǎn)失諧雙Λ FWM系統(tǒng)中增益慢光的實驗研究52-64
• 3.3.1 能級方案的選擇53-55
• 3.3.2 實驗裝置55-56
• 3.3.3 連續(xù)光的增益譜特性56-59
• 3.3.4 探針脈沖與共軛脈沖光的群速度操控59-64
• 3.4 小結(jié)64-65
• 第四章 基于四波混頻的四束慢光脈沖的實驗研究65-77
• 4.1 引言65-66
• 4.2 多四波混頻共存方案66-69
• 4.3 四束連續(xù)光的增益譜69-70
• 4.4 四束慢光的實驗研究70-76
• 4.4.1 兩束慢光的實驗研究70-73
• 4.4.2 四束慢光的實驗研究73-76
• 4.5 小結(jié)76-77
• 全文總結(jié)和展望77-79
• 參考文獻(xiàn)79-91
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果91-93
• 致謝93-95
• 個人簡況及聯(lián)系方式95-97
• 承諾書97-99

  本文關(guān)鍵詞：基于原子相干的多脈沖光束群速度操控，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：284686