基于简并二能级原子系统中原子相干效应的研究
发布时间：2021-11-22 00:42
光与原子相干相互作用即原子相干效应是激光诞生的物理基础,也是实现量子通信与量子储存的重要基础内容。近些年来,原子相干效应得到了广泛的研究。电磁诱导透明（EIT）作为一种原子相干效应,可有效降低光场的共振吸收,增强介质的色散和非线性效应,从而实现信息在光与介质之间的储存与交换。电磁诱导相干与干涉效应在三能级Λ型或V型结构中几乎都可以被观察到。当泵浦光光波与信号光光波处于不同偏振条件下时,三能级Λ型或V型结构中的电磁诱导相干与干涉效应也可在简并二能级系统中实现。例如,用一束右旋偏振泵浦光波和左旋偏振信号光波作用于一对塞曼子能级上,此塞曼能级属于二能级系统的基态与激发态且可相干耦合到Λ型或V型结构中。目前,电磁诱导增益（EIG）作为一种原子相干效应,得到了大家的普遍关注。全文绕着这样的基础,首先介绍了电磁诱导透明的吸收和色散特性、电磁诱导吸收、基于原子相干的四波混频过程的基本概念、产生机制并且回顾了国内外在相关方向的研究进展与应用。在此基础上展开了对基于简并二能级原子系统的电磁诱导增益与四波混频的理论与实验研究。1)理论与实验分析讨论了基于简并二能级原子系统的电磁诱导增益。理论上构造了一个N...
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Λ型三能级原子结构及相应的缀饰态结构
基于简并二能级原子系统中原子相干效应的研究6图1.3 理论研究与实验模拟的EIT介质对信号光的吸收和色散随信号光失谐的变化曲线。摘自文献[6]。1.3 电磁诱导吸收EIA是原子相干效应对吸收的相长干涉，EIT是原子相干效应对吸收的相消干涉，这对性质相互对立的相干效应可以使介质的色散与吸收性质发生完全不同的变化。在泵浦场的作用下导致信号光的吸收显著增强的现象为电磁诱导吸收（EIA）。EIA认为是原子激发态能级相干到基态能级相干的自发转移，因此一般出现在多能级系统中且由相干泵浦场驱动。Akulsh 实验小组[8]首先在Rb原子汽室中观测到了EIA现象，他们认为由于与共振辐射的相干相互作用导致了原子吸收的大量增加且在简并二能级之间的封闭跃迁中验证了这一想法，同时根据实验结果和数值计算，给出了在简并二能级系统中出现EIA的三个基本条件：（1）激发态能级的总角动量eF 比基态能级的总角动量gF 大，满足关系 1e gF F ；（2）基态能级到激发态能级 g e的跃迁是封闭的循环跃迁；（3） 1gF ，即基态是简并的，在零磁场条件下有 2 1gF 个简并的塞曼子能级。之后Taichenachev 等人[7]在理论上证明了产生EIA的根本原因是简并二能级原子系统中由泵浦光导致的激发态塞曼子能级相干到基态塞曼子能级相干的自发相干转移（TOC）引起的
基于简并二能级原子系统中原子相干效应的研究6图1.3 理论研究与实验模拟的EIT介质对信号光的吸收和色散随信号光失谐的变化曲线。摘自文献[6]。1.3 电磁诱导吸收EIA是原子相干效应对吸收的相长干涉，EIT是原子相干效应对吸收的相消干涉，这对性质相互对立的相干效应可以使介质的色散与吸收性质发生完全不同的变化。在泵浦场的作用下导致信号光的吸收显著增强的现象为电磁诱导吸收（EIA）。EIA认为是原子激发态能级相干到基态能级相干的自发转移，因此一般出现在多能级系统中且由相干泵浦场驱动。Akulsh 实验小组[8]首先在Rb原子汽室中观测到了EIA现象，他们认为由于与共振辐射的相干相互作用导致了原子吸收的大量增加且在简并二能级之间的封闭跃迁中验证了这一想法，同时根据实验结果和数值计算，给出了在简并二能级系统中出现EIA的三个基本条件：（1）激发态能级的总角动量eF 比基态能级的总角动量gF 大，满足关系 1e gF F ；（2）基态能级到激发态能级 g e的跃迁是封闭的循环跃迁；（3） 1gF ，即基态是简并的，在零磁场条件下有 2 1gF 个简并的塞曼子能级。之后Taichenachev 等人[7]在理论上证明了产生EIA的根本原因是简并二能级原子系统中由泵浦光导致的激发态塞曼子能级相干到基态塞曼子能级相干的自发相干转移（TOC）引起的
本文编号：3510585
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Λ型三能级原子结构及相应的缀饰态结构
基于简并二能级原子系统中原子相干效应的研究6图1.3 理论研究与实验模拟的EIT介质对信号光的吸收和色散随信号光失谐的变化曲线。摘自文献[6]。1.3 电磁诱导吸收EIA是原子相干效应对吸收的相长干涉，EIT是原子相干效应对吸收的相消干涉，这对性质相互对立的相干效应可以使介质的色散与吸收性质发生完全不同的变化。在泵浦场的作用下导致信号光的吸收显著增强的现象为电磁诱导吸收（EIA）。EIA认为是原子激发态能级相干到基态能级相干的自发转移，因此一般出现在多能级系统中且由相干泵浦场驱动。Akulsh 实验小组[8]首先在Rb原子汽室中观测到了EIA现象，他们认为由于与共振辐射的相干相互作用导致了原子吸收的大量增加且在简并二能级之间的封闭跃迁中验证了这一想法，同时根据实验结果和数值计算，给出了在简并二能级系统中出现EIA的三个基本条件：（1）激发态能级的总角动量eF 比基态能级的总角动量gF 大，满足关系 1e gF F ；（2）基态能级到激发态能级 g e的跃迁是封闭的循环跃迁；（3） 1gF ，即基态是简并的，在零磁场条件下有 2 1gF 个简并的塞曼子能级。之后Taichenachev 等人[7]在理论上证明了产生EIA的根本原因是简并二能级原子系统中由泵浦光导致的激发态塞曼子能级相干到基态塞曼子能级相干的自发相干转移（TOC）引起的
基于简并二能级原子系统中原子相干效应的研究6图1.3 理论研究与实验模拟的EIT介质对信号光的吸收和色散随信号光失谐的变化曲线。摘自文献[6]。1.3 电磁诱导吸收EIA是原子相干效应对吸收的相长干涉，EIT是原子相干效应对吸收的相消干涉，这对性质相互对立的相干效应可以使介质的色散与吸收性质发生完全不同的变化。在泵浦场的作用下导致信号光的吸收显著增强的现象为电磁诱导吸收（EIA）。EIA认为是原子激发态能级相干到基态能级相干的自发转移，因此一般出现在多能级系统中且由相干泵浦场驱动。Akulsh 实验小组[8]首先在Rb原子汽室中观测到了EIA现象，他们认为由于与共振辐射的相干相互作用导致了原子吸收的大量增加且在简并二能级之间的封闭跃迁中验证了这一想法，同时根据实验结果和数值计算，给出了在简并二能级系统中出现EIA的三个基本条件：（1）激发态能级的总角动量eF 比基态能级的总角动量gF 大，满足关系 1e gF F ；（2）基态能级到激发态能级 g e的跃迁是封闭的循环跃迁；（3） 1gF ，即基态是简并的，在零磁场条件下有 2 1gF 个简并的塞曼子能级。之后Taichenachev 等人[7]在理论上证明了产生EIA的根本原因是简并二能级原子系统中由泵浦光导致的激发态塞曼子能级相干到基态塞曼子能级相干的自发相干转移（TOC）引起的
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