非均匀展宽的Y型四能级原子系统吸收特性的相干控制研究

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物质的光学性质和光学过程的相干控制研究是当前世界上光学研究中重要而活跃的前沿领域之一。相干控制的研究不仅有重要的理论意义,而且在量子光学、非线性光学、量子信息和光通讯等领域都有重要的应用价值。原子相干现象在很多方面都具有潜在的应用价值,而在众多的原子相干现象中,电磁感应透明和双光子吸收效应引起了人们更大的兴趣和特别的重视。人们已经对低能级系统中,相干控制对系统物理特性的影响做了深入而细致的研究,但对高能级原子系统如四能级以上的原子系统的相关研究还不多,本文就是讨论了Y型四能级原子系统中,真空诱导相干对系统吸收特性的影响。因为高能级原子系统的光学性质在未来有广阔的应用前景,所以本论文的的研究也具有潜在的研究价值。本论文在前人研究工作的基础上,通过数值模拟计算,进行了Y型四能级原子系统的吸收特性的相干控制的理论研究,全文内容共分四章:第一章:综述,对量子光学和量子相干控制的研究意义及研究现状,双光子吸收的研究意义及研究现状,电磁感应透明的研究意义及研究现状分别进行了介绍。第二章:利用数值计算结果讨论了在Y型四能级原子系统中Doppler展宽对与真空诱导相干性(VIC)相关的探测场吸收性质的影响。研究结果表明:当无Doppler展宽时,只有不存在VIC时才可能产生电磁感应透明(EIT)现象;VIC将导致探测场吸收的明显改变和增益产生;在VIC存在和不存在两种情况中,吸收曲线都具有关于探测场失谐对称的双峰结构。当有Doppler展宽时,在VIC存在和不存在两种情况中都能产生EIT现象;VIC仍将导致探测场吸收的明显改变和增益产生;不管是否存在VIC,探测场吸收都具有以下特征:吸收曲线不再具有关于探测场失谐的对称性且随Doppler展宽宽度(D)值的增大而逐渐从双峰结构变为单峰结构,探测场吸收不随D值的增大而单调增大或减小,在探测场和驱动场的传播方向相反时可获得比传播方向相同时更小的探测场吸收。第三章:利用数值计算结果讨论了Doppler展宽对Y型四能级原子系统中真空诱导相干(VIC)相关的双光子吸收的影响。研究结果表明:(1)在无Doppler展宽情况中,不存在VIC时,吸收曲线具有双峰结构并产生电磁感应透明(EIT)现象;存在VIC时吸收曲线具有单峰结构而EIT现象不再发生。(2)在有Doppler展宽情况中,不管是否存在VIC,EIT现象都能发生。不存在VIC时,不管探测场和驱动场传播方向相同还是相反,随Doppler展宽宽度(D)值的增大,吸收先增大后减小,吸收曲线逐渐从双峰结构变为单峰结构。存在VIC时,若探测场和驱动场传播方向相同,随D值的增大,吸收先增大后减小,吸收曲线逐渐从单峰结构变为双峰结构;若探测场和驱动场传播方向相反,随D值的增大,吸收单调减小,但吸收曲线仍保持单峰结构。第四章:对全文的总结,并对进一步将要开展的工作进行了介绍。
中文摘要第5-7页
ABSTRACT第7-8页
第一章 综述第9-17页
    1.1 量子光学及量子相干控制的研究意义及现状第9-12页
    1.2 双光子吸收的的研究意义及现状第12-14页
    1.3 电磁诱导透明的研究意义及现状第14-17页
第二章 Y 型四能级系统中 Doopler 展宽对 VIC 相关的探测场吸收的影响第17-25页
    2.1 系统模型与运动方程第17-19页
    2.2 数值计算结果和讨论第19-24页
        2.2.1 不存在 VIC 效应(θ =π/2)时第19-22页
        2.2.2 存在 VIC 效应(θ≠π/2)时第22-24页
    2.3 结论第24-25页
第三章 Y 型四能级系统中 Doopler 展宽对 VIC 相关的双光子吸收的影响第25-35页
    3.1 系统模型与运动方程第25-27页
    3.2 数值计算结果和讨论第27-33页
        3.2.1 不存在 VIC 效应(θ =π/2)时第28-30页
        3.2.2 存在 VIC 效应(θ≠π/2)时第30-33页
    3.3 结论第33-35页
第四章 结论与展望第35-37页
    4.1 全文总结第35页
    4.2 进一步要开展的工作第35-37页
参考文献第37-49页
攻读硕士期间发表的论文第49-51页
致谢第51页
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