多能级相干系统的非线性特性研究

发布时间：2021-05-09 02:14

　　光与原子相互作用是物理学研究的一个重要内容。在量子光学中量子干涉（或相干）与非线性效应具有极强的关联性,利用多能级原子和光场的相互作用可以实现量子相干。电磁诱导透明是量子相干的典型体现,具有高色散小吸收等优点,其高非线性特性尤其获得关注。多能级（三能级及以上）原子系统是实现量子相干的物理基础,其能级结构对量子干涉的产生至关重要,系统的衰变包括纵向弛豫和横向弛豫,是影响量子相干的重要因素。本论文研究了三能级系统的量子相干以及由此导致的非线性和高阶非线性特性,同时研究了Tripod型四能级相干系统的双电磁诱导透明特性,详细讨论了双电磁诱导透明之间相互作用对三阶和五阶非线性效应的影响。具体内容如下:1、研究了型、V型三能级系统的基本相干特性以及非线性响应特性。基于完整的密度矩阵方程研究了不同光学条件下系统的相干特性。研究发现,在型系统中,相同拉比频率会导致相干布居数俘获效应,其在探针光共振处形成暗态;在一束强光和一束弱光激励的情况下,原子会形成不依赖探针场失谐的宽频带暗态,形成电磁诱导透明。型电磁诱导透明系统的量子相干很强,其三阶非线性和五阶非线性均获得增强。而在V型三能级系统中,量子相干被... 

【文章来源】：西北大学陕西省 211工程院校

【文章页数】：110 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 量子相干与电磁诱导透明
        1.1.1 电磁诱导透明基本概念
    1.2 电磁诱导透明的非线性响应
    1.3 电磁诱导透明在四波混频中的应用
第二章 光和物质相互作用的量子理论
    2.1 J-C模型
        2.1.1 电子场的量子化
        2.1.2 光场的量子化
        2.1.3 电子场和光场的相互作用
        2.1.4 J-C模型
    2.2 海森堡绘景
    2.3 原子和光相互作用的半经典理论
        2.3.1 密度矩阵元的运动方程(刘维尔方程)
        2.3.2 半经典理论的缀饰态方法
第三章 三能级系统的相干特性
    3.1 Λ型三能级系统
        3.1.1 系统模型和理论分析
        3.1.2 布居数和电极化分析
    3.2 V型三能级系统
        3.2.1 原子模型和理论分析
        3.2.2 布居数和相干性分析
    3.3 小结
第四章 三能级系统的非线性特性
    4.1 Λ型系统非线性理论
    4.2 Λ型EIT的三阶非线性特性
        4.2.1 三阶自非线性特性
        4.2.2 三阶交叉非线性特性
    4.3 Λ型EIT的五阶非线性
    4.4 V型EIT的三阶非线性特性
        4.4.1 三阶自非线性特性
        4.4.2 三阶交叉非线性特性
    4.5 V型EIT的五阶非线性特性
        4.5.1 五阶自非线性
        4.5.2 五阶交叉非线性
第五章 Tripod型四能级系统的基本特性
    5.1 Tripod系统模型及理论分析
    5.2 Tripod系统的布居数及极化
    5.3 双电磁诱导透明特性
第六章 Tripod系统的三阶非线性特性
    6.1 理论途径
    6.2 三阶自非线性效应
        6.2.1 双光子失谐对自非线性效应的影响
        6.2.2 耦合光光强对自非线性效应的影响
    6.3 三阶交叉非线性效应
    6.4 总结
第七章 Tripod系统的五阶非线性特性
    7.1 五阶自非线性效应
        7.1.1 双光子失谐对五阶自非线性效应的影响
        7.1.2 光强对五阶非线性效应的影响
    7.2 五阶交叉非线性效应
        7.2.1 双交叉非线性效应
        7.2.2 混合和单交叉非线性效应
    7.3 总结
总结与展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间取得的科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于高速转镜的高分辨率干涉光谱仪非线性理论研究[J]. 苏星,黄惠民,相里斌.  光子学报. 2001(12)

博士论文
[1]多能级冷原子系统中EIT增强非线性效应的研究[D]. 韩燕旭.山西大学 2009

硕士论文
[1]基于电磁诱导透明的克尔非线性增强及Pi相移研究[D]. 梁虹.华东理工大学 2018



本文编号：3176416