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《吉林大学》 2008年
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基于受激拉曼绝热过程的光信息的存储及相干叠加态的研究

宋晓丽  
【摘要】: 本论文通过实验和理论实现了通过F-STIRAP技术,在三能级Λ型原子系统及四能级Tripod型原子系统中进行单光及多光信息的存储和提取恢复。由于F-STIRAP技术,使得光信息被绝热的存储和提取。同时,我们也研究了基于STIRAP技术中的光开关及频率转换。具体内容如下: 第一部分:我们从理论和实验上研究了,基于F-STIRAP技术在三能级Λ模型下的光信息存储和提取恢复。我们利用F-STIRAP技术在87Rb原子的超精细结构中制备最大相干来进行光信号的存储。写场?1 (λ_1 =794.9842 nm)先打开,然后写场Ω_2 (λ_2=794.9698 nm)再打开,我们使得这两个脉冲下降沿重合,制备了介质的两个低能级之间的最大相干,从而把这两个写场的光信息以最大相干的形式存于介质中。过一段时间,我们打开波长为794.9842 nm的读脉冲Ω_3,恢复的光信息以波长为794.9698 nm的脉冲Ω_4释放出来。类似的,我们打开波长为794.9698 nm的读脉冲? 4,光信息以波长794.9842 nm的脉冲Ω_3形式被释放出来。我们的工作是结合了F-STIRAP和光信息存储技术,从而实现F-STIRAP机制下的光信息的存储和读取恢复。 第二部分:本部分我们研究了三能级系统中,通过STIRAP技术实现光开关及光频率转换。在我们的工作中,仅仅通过调节Pump脉冲的脉冲宽度,就能实现对信号Probe脉冲调制的作用。当只打开Stokes脉冲,而Pump脉冲宽度为0ns时,Probe场经过介质后由于被完全吸收会被关闭。我们就说Probe场被关闭了。如果打开20ns的Pump短脉冲场,而且Stokes和Pump脉冲下降沿重合,则Probe脉冲经过介质后变为波长为λ2的脉冲。从而实现了光频率转变。如果我们接着增加Pump脉冲时间,导致Pump脉冲的前半部分与Stokes脉冲的后半部分重合。这种情况下,Probe场经过介质后是不会被吸收的,因此实现了Probe光被打开。 第三部分:我们在理论和实验上研究了通过F-STRIAP技术,实现四能级爪形结构中基态的三个能级之间的最佳相干的制备,从而实现多光信息的存储和提取恢复。大部分的光存储工作都是对一个光信号进行存储和提取的,我们的工作中实现了多光信息的存储和提取恢复。写脉冲场Ω_0,?1 ,Ω_2下降沿重合,制备了原子基态三个能级间的最佳相干,从而把它们各自的信息存入这个最佳相干中。经过一定的存储时间后,我们打开Ω_4作为读脉冲,能同时的读出光信息Ω_3和Ω_5。同样的,如果经过存储时间,我们打开Ω_3,则光信息Ω_4和Ω_5能同时的被读出来。类似的,如果打开Ω_5,光信息Ω_4和Ω_3被同时读出。 上述实验及理论研究成果首先扩展了光信息存储技术,实现了多通道的提取恢复光信息,这在多通道全光开关,光信息领域,光信息处理,多通道光开关,及光图像存储中有重要的应用价值。光开关及频率转换技术实验结果在光网络,光计算,光通讯,光开关上都具有重要的意义。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:O431.2

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