室温下电磁感应光栅效应的研究

发布时间：2020-07-02 04:41

【摘要】：近年来,量子通信广受研究学者的关注,而电磁感应光栅独特的光学特性,被用于实现主动控制的非线性相移、全光开关以及量子信息处理等。另外,电磁感应光栅还具有明显的非线性效应,可以对振幅和相位进行同时调制,被广泛应用于全光逻辑门、光通信等领域。因此,科学家们对电磁感应光栅的研究日益深入。其中,室温原子系统中的电磁感应光栅由于成本低、技术难度小等优势,更是受到了广泛关注。本文主要对室温下的电磁感应光栅效应进行了研究。主要内容包括以下几个方面:1、介绍了冷原子系统中的N型和三脚架型四能级电磁感应光栅,并分别用数值解和解析解对其进行了理论分析,结果表明N型四能级电磁感应光栅的一级衍射效率可以高达34%,而且解析解和数值解可以一一对应;但是三脚架型四能级电磁感应光栅的解析解和数值解的结果不能够很好对应,说明探测光拉比频率的一级近似并不是对所有情况都适用。2、理论分析了室温原子系统中的三脚架型四能级电磁感应光栅效应,并与冷原子系统中的电磁感应光栅效应进行了对比和分析,数值模拟表明室温原子系统中一级衍射效率与冷原子系统中的一级衍射效率相差仅2.5%,考虑到冷原子系统成本高、设备复杂,因此就实际情况来说,研究室温条件下的电磁感应光栅效应更有意义。本论文的创新性工作:对室温原子系统中的三脚架型四能级电磁感应光栅效应进行理论分析,之后通过数值模拟,与冷原子系统对比分析可得,二者的一级衍射效率相差不大,但是由于冷原子系统的局限性,研究室温条件下的电磁感应光栅效应更有意义。
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O431.2;TN918
【图文】：

模型图,四能级原子系统,能级结构,模型

5 2.2 探测光、耦合光和信号光与原子系统的位置关四能级原子能级结构图。弱探测光的拉比频，跃迁频率和圆频率分别为 13、，失谐表示为 32 2 ，作用于能级 2 和 3 ，耦合可以表示为 23；信号光的拉比频， 24、分别表示跃迁频率和圆频率中是对应的电偶极距。探测光和耦合光的 t 和距离 z 的函数，分别表示为：

探测光,原子系统,信号光,位置关系

13图 2.8 探测光、耦合光和信号光与原子系统的位置关系图。中只画出了零级和一级衍射方向。在探测光和信号光所构成的平面光衍射的方向，z 轴代表探测光传播的方向。因为信号光是由相对称的两束光组成，所以在 x 方向形成的驻波表示为 sin( ), Λ表示驻波的空间周期。探测光场、耦合光场和信号光场 ( , )12 ( )， ( , )12 ( )， ( , , )12 sin( )( )，：

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