原子系統(tǒng)電磁誘導(dǎo)透明譜的相干調(diào)制.pdf

1、電磁誘導(dǎo)透明(ElectromagneticallyInducedTransparency，簡(jiǎn)稱EIT)是量子光學(xué)的新進(jìn)展。它是通過(guò)外加相干場(chǎng)來(lái)誘導(dǎo)原子系統(tǒng)的相干性從而使探測(cè)光不被該原子系統(tǒng)吸收的物理現(xiàn)象。電磁誘導(dǎo)透明已經(jīng)在原子中，稀土摻雜晶體中以及半導(dǎo)體量子阱中觀察到。電磁誘導(dǎo)透明有很多重要的應(yīng)用，譬如利用電磁誘導(dǎo)透明可實(shí)現(xiàn)無(wú)逆轉(zhuǎn)激光，低光子水平下的非線性光學(xué)，光速減慢或超光速傳播等。 關(guān)于電磁誘導(dǎo)透明的研究，大多數(shù)的工作是針

2、對(duì)三能級(jí)系統(tǒng)中的單重電磁誘導(dǎo)透明，即只有一個(gè)透明窗口。近年來(lái)，人們開(kāi)始從單重透明推廣到雙重或多重透明現(xiàn)象的研究，同時(shí)，也從單光子電磁誘導(dǎo)透明的研究推廣到雙光子或三光子電磁誘導(dǎo)透明的研究。 本論文的工作主要分為兩部分： 第一部分是五能級(jí)倒三腳架型原子系統(tǒng)中的單光子多重電磁誘導(dǎo)透明和雙光子雙重電磁誘導(dǎo)透明； 第二部分是六能級(jí)原子系統(tǒng)中微擾相干場(chǎng)誘導(dǎo)的多重暗態(tài)共振和耦合光線寬對(duì)多重暗態(tài)共振的影響。本論文的結(jié)構(gòu)如下：

3、 第三部分主要介紹了電磁誘導(dǎo)透明的研究進(jìn)展、電磁誘導(dǎo)透明的基本原理和光與原子系統(tǒng)相互作用的半經(jīng)典理論。 第四部分我們提出了一個(gè)新的五能級(jí)倒三角架型物理模型，研究了該原子系統(tǒng)中的單光子多重電磁誘導(dǎo)透明和雙光子雙重電磁誘導(dǎo)透明現(xiàn)象。我們發(fā)現(xiàn)通過(guò)調(diào)節(jié)相干場(chǎng)的Rabi頻率，該系統(tǒng)可以呈現(xiàn)出三重、雙重、單重電磁誘導(dǎo)透明；在三重電磁誘導(dǎo)透明中，透明窗的位置可以通過(guò)調(diào)節(jié)相干場(chǎng)的失諧量來(lái)進(jìn)行控制，而且透明點(diǎn)的位置可連續(xù)地變化，即在一定范圍內(nèi)

4、存在一系列連續(xù)頻率的探測(cè)光無(wú)吸收地通過(guò)介質(zhì)。這不僅有助于研究原子系統(tǒng)的基本性質(zhì)，同時(shí)對(duì)實(shí)現(xiàn)多通道光信息傳輸有重要作用。本章還研究了控制場(chǎng)的Rabi頻率和失諧量對(duì)雙光子吸收譜的影響，實(shí)現(xiàn)了雙光子電磁誘導(dǎo)透明與雙重電磁誘導(dǎo)透明的結(jié)合，并且在綴飾態(tài)表象中對(duì)這些現(xiàn)象給出了解釋。這對(duì)于實(shí)現(xiàn)雙光子糾纏、多通道光信息傳輸及在量子信息和原子氣體光學(xué)性質(zhì)等方面有重要的應(yīng)用。 第五部分，我們用幾個(gè)較弱的相干場(chǎng)(微擾相干場(chǎng))作用到一個(gè)人型原子耦合躍遷

5、的基態(tài)與另一個(gè)更低能態(tài)的亞能級(jí)上，發(fā)現(xiàn)在探測(cè)吸收譜中會(huì)出現(xiàn)多個(gè)超窄吸收峰。當(dāng)把一個(gè)弱的非相干場(chǎng)作用到探測(cè)躍遷時(shí)，這些吸收峰會(huì)變成增益。除了研究與多重暗態(tài)共振相關(guān)的吸收特性外，我們也討論了色散特性，在吸收峰處，色散曲線變化非常陡峭，而色散曲線的斜率為負(fù)。當(dāng)作用一個(gè)非相干場(chǎng)后，色散曲線的斜率在探測(cè)增益處變?yōu)檎丛跓o(wú)反轉(zhuǎn)增益條件下可實(shí)現(xiàn)光的極慢傳播。 我們還討論了耦合光場(chǎng)的線寬對(duì)這些光學(xué)特性的影響，發(fā)現(xiàn)線寬主要減小了吸收峰的高度和色