多普勒效应对电磁诱导透明现象的影响

发布时间：2020-03-31 21:23

【摘要】：电磁诱导透明(electromagnetically induced transparency简称EIT)是一种经典的光与物质作用时的非线性效应,其在慢光,量子储存,量子通讯等方面都用广泛的应用价值。本文针对级联型三能级物质系统模型,基于密度矩阵方程理论,讨论了多普勒效应对电磁诱导透明现象的影响。在考虑了探测场多普勒效应时,我们发现温度对电磁诱导透明现象的影响很大,由于多普勒增宽,只有当温度小于50K时才能观察到明显的透明现象,随着温度升高,透明现象迅速消失,在常温下无法观察到EIT现象,只能在较大耦合场强度时观察到Aulter-Townes双峰。不考虑多普勒效应时,随着耦合场失谐量的增大,远离谐振位置的吸收峰会逐渐转化为一个极窄的吸收峰,而在考虑多普勒效应之后,这个极窄的吸收峰消失,并且谐振位置的吸收峰线宽减小,峰值增加。由于原子感受到的激光场频率与光的传播方向相关。对EIT系统,当耦合光与探测光同向传播时,多普勒效应使谐振频率处的EIT窗口消失;当两束激光反向传播且频率相同时,多普勒效应使EIT窗口变窄,整个探测吸收曲线增宽,并且EIT窗口的宽度随温度的升高而减小。但是,如果两束反向传播的激光频率不同,随着频率差的增大,谐振位置的EIT窗口将相反地变宽,吸收凹陷也将逐渐消失。因此,在热环境下进行与EIT相关的研究时,应该设置两束激光反向传播,并且尽可能选择具有级联相等能量间隔的原子系统。以往研究EIT现象,局限于探测场是弱场,将探测场作为微扰求解密度矩阵方程。本文通过求解密度矩阵方程组的精确解,研究了探测场为强场时的EIT效应。发现随着探测场强度增大,在谐振位置的吸收曲线的谷底会出现一个吸收峰,呈现mollow线型的特征。最终由于探测场的功率展宽,谐振位置的吸收峰逐渐消失,演变为类似于二能级系统的吸收峰。
【图文】：

无粒子数反转激光作用于bc能级时，由于EIT效应，，系统对ba能级

二能级系统模型
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O431.2

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本文编号：2609598