收藏本站
《山东师范大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

开放四能级系统无反转激光相干控制的理论研究

卜凡阁  
【摘要】: 原子相干效应是相干电磁场与原子相互作用的结果。关于原子相干效应的研究在量子光学领域具有重要的意义,这一研究是近年来物理研究的热门课题之一。相干控制的研究不仅有重要的理论意义,而且在量子光学、非线性光学、量子信息和光通讯等领域内都有重要的应用价值。原子相干可以导致很多有潜在应用价值的物理现象,如:相干粒子数捕获,电磁感应透明,无反转激光,光量子信息的存储与处理等。而在众多的原子相干现象中,无粒子数反转激光(Lasing Without Inversion简称LWI)引起了研究人员更大的兴趣和特别的重视。因为传统的激光器都是在有粒子数反转的条件下工作的,然而,实现粒子数反转对传统激光器来说具有很多限制条件,限制了激光器的近一步发展。无粒子数反转激光作为一种不同于传统激光产生方式的新型激光产生机制,可以在应用传统激光理论和方法很难甚至不可能产生激光的高频光谱区(X-射线甚至γ-射线区)产生激光,因此开展对无粒子数反转激光的研究不仅对光物理基础研究有重要意义而且具有巨大潜在的应用价值。 本文首次提出了开放的准Λ型四能级原子系统,并对此系统中无反转激光和光学性质相干控制的理论进行了研究。主要讨论了自发辐射诱导相干(SGC)及探测场和驱动场之间的相对位相对无反转激光增益、色散及系统粒子数差的影响。本论文共分四章。 第一章综述,阐述了几种典型的原子相干效应并在此基础上着重介绍了无粒子数反转激光产生的基本原理、无粒子数反转激光和相干控制的研究意义并对当前无粒子数反转激光的研究现状进行了介绍。 第二章提出了开放的准Λ型四能级系统模型,并给出了存在自发辐射诱导相干(SGC)效应下的密度矩阵运动方程。然后利用系统定态数值解从不同方面着重研究了自发辐射诱导相干(SGC)对无反转激光增益的影响。研究结果表明,通过调节SGC的强弱可实现从吸收到无反转激光的转换并显著提高无反转激光增益;表示SGC效应的两个因子p1和p2的变化对无反转激光增益的影响程度有较大的差别。我们还发现,相同条件下开放系统可得到远大于相应封闭系统的无反转激光增益;而且在无泵浦场的情况下,开放系统仍然可以得到探测场的无反转放大,而相应封闭系统只能呈现对探测场的吸收。 第三章从不同角度分析了探测场和驱动场之间的相对位相Φ对探测场增益(吸收)以及粒子数差的影响。研究结果表明:通过对相对位相的控制,可以实现探测场无反转增益和色散的周期性放大和减弱,并能得到无吸收高色散;同时发现Φ=α的色散曲线与Φ=α+π/2的增益曲线相似;在探测场共振条件下,适当调节相对位相,可以使无反转激光(LWI)增益达到最大。本章还研究了粒子注入和退出速率的变化对位相相关的LWI增益的调制作用。 第四章总结了本论文的主要研究成果,并对在开放的准Λ型四能级原子系统的进一步研究工作提出了建议。
【学位授予单位】:山东师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:O431.2

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 樊锡君,徐慧,田淑芬,仝殿民;Effect of Doppler broadening on gain in an open V-type inversionless lasing system[J];Chinese Optics Letters;2004年01期
2 李家华,杨文星,彭菊村;Absorption-amplification response with or withoutspontaneously generated coherence effectin a four-level atomic system[J];Chinese Optics Letters;2004年05期
3 李景娟,刘呈普,崔妮,李华,樊锡君;Lasing with and without inversion due to spontaneously generated coherence in an open V-type system[J];Chinese Optics Letters;2004年12期
4 钱军,刘呈普,龚尚庆;Effect of vacuum-induced coherence on lasing without inversion in an equispaced three-level ladder system[J];Chinese Optics Letters;2005年05期
5 杨苏辉,国秀珍,王冬,高锦岳;电磁感应双光子光透明及共振吸收增强[J];光学学报;2000年03期
6 张丽英;刘正东;陈峻;;准Λ型四能级原子系统在弱场中的增益及电磁感应透明[J];光学学报;2006年09期
7 ;Effects of spontaneously generally coherence on probe response in an open lambda type system[J];Optoelectronics Letters;2006年04期
8 ;Enhancement of lasing without inversion induced by spontaneously generated coherence in an open ladder-type system[J];Optoelectronics Letters;2006年06期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张郡亮,李萍,刘呈普,樊锡君;开放的Upper-Ladder无反转激光系统的线性理论[J];光电子·激光;2001年09期
2 李萍,樊锡君;开放的V型双色泵浦系统频率上转换区域的非线性效应[J];光电子·激光;2001年11期
3 樊锡君,田淑芬,刘杰,李健;失谐对开放的无反转激光系统时间演化的影响(英文)[J];光电子·激光;2001年12期
4 樊锡君,李萍,王勇;开放的V型双色泵浦系统原子响应的时间演化[J];光电子·激光;2002年08期
5 卜凡阁;李爱云;乔红霞;杜军;樊锡君;;开放四能级系统中自发辐射诱导相干[J];光电子.激光;2007年08期
6 乔红霞;卜凡阁;马慧;樊锡君;;自发辐射诱导相干对光场传播的调制作用[J];光电子.激光;2008年05期
7 廖庆洪;刘正东;赵顺才;;三能级三模量子系统中探测场的增益研究[J];光学与光电技术;2008年01期
8 樊锡君,徐慧,田淑芬,仝殿民;Effect of Doppler broadening on gain in an open V-type inversionless lasing system[J];Chinese Optics Letters;2004年01期
9 张丽英;刘正东;陈峻;;准Λ型四能级原子系统在弱场中的增益及电磁感应透明[J];光学学报;2006年09期
10 梁卿昌;王海华;蒋占魁;;Eu~(3+)∶Y_2SiO_5晶体中电磁感应透明及群速度减慢研究[J];光学学报;2007年05期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 ;Phase control of light amplification without inversion in two Lambda-type atomic systems[A];Photonics Asia 2004:Information Processing and Data Storage——5631volume[C];2004年
2 陈景标;黄凯凯;杨东海;陈徐宗;;小型钙束光频标的两种改进方案[A];2005年全国时间频率学术交流会文集[C];2005年
3 曹锴源;张宁;孙建设;;芯片原子钟原理和应用[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张衍亮;原子、分子和离子多能级系统中的量子干涉及光辐射研究[D];华东师范大学;2002年
2 常宏;原子相干中交叉Kerr效应的实验研究及全光学开关的实现[D];山西大学;2005年
3 董雅宾;电磁诱导相干介质中相关量子效应的研究[D];山西大学;2006年
4 杨希华;基于非相干碰撞产生量子相干控制的研究[D];华东师范大学;2005年
5 唐华;光在共振和非共振介质中的传输及其物理机制研究[D];华南师范大学;2006年
6 魏小刚;铷原子蒸汽非均匀展宽吸收光谱的相干控制[D];吉林大学;2006年
7 何琼毅;相干驻波场驱动下介质的光谱特征与相干光学烧孔实现光速减慢[D];吉林大学;2007年
8 薛艳;量子相干系综中基于电磁感应光透明展开的相关理论研究[D];吉林大学;2007年
9 孔令波;原子介质中激光诱导量子相干效应的研究[D];中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所);2007年
10 马慧;Λ型三能级原子系统中光学性质相干控制及周期量级激光脉冲传播的研究[D];山东师范大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张向阳;准∧型四能级系统自发辐射和吸收特性的研究[D];陕西师范大学;2001年
2 孙建锋;双光场驱动下梯—型四能级系统中量子干涉效应的研究[D];陕西师范大学;2002年
3 刘呈普;开放的Lower-ladder型无粒子数反转激光系统的理论研究[D];山东师范大学;2002年
4 徐慧;开放的V型无粒子数反转激光系统的理论研究[D];山东师范大学;2003年
5 马红梅;自发辐射诱导相干对阶梯型能级系统光学特性影响的理论研究[D];华东师范大学;2004年
6 李景娟;开放的V型三能级系统无反转激光及光学性质相干控制的理论研究[D];山东师范大学;2005年
7 李晓莉;Λ型三、四能级系统电磁诱导透明特性[D];河北大学;2006年
8 李华;开放的Ladder型三能级无粒子数反转激光系统的理论研究[D];山东师范大学;2006年
9 崔妮;开放的Λ型三能级系统无反转激光及光学性质相干控制的理论研究[D];山东师范大学;2006年
10 徐天赋;四能级原子系统中光脉冲的亚光速和超光速传播[D];吉林大学;2006年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨苏辉,国秀珍,王冬,高锦岳;电磁感应双光子光透明及共振吸收增强[J];光学学报;2000年03期
2 张汉壮,高锦岳,国秀珍,姜云;光场的线宽对无粒子数反转光放大增益的影响[J];光学学报;1998年01期
3 曹卓良,郭光灿;Λ-型三能级单原子的辐射谱[J];光学学报;1998年08期
4 ;The electromagnetically induced transparency in the Y-type four-level atom system at low light levels[J];Science in China(Series G:Physics,Mechanics & Astronomy);2005年05期
5 樊锡君,张郡亮,李萍,刘呈普;开放的ladder型三能级无粒子数反转激光系统[J];中国激光;2002年04期
6 樊锡君,田叔芬,张永林;开放的V型三能级系统中的无粒子数反转激光[J];中国激光;1999年07期
7 李永放,张向阳,孙建锋,王永昌;四能级系统中ac-Stark分裂研究[J];物理学报;2002年04期
8 刘正东,武强;被三个耦合场驱动的四能级原子的电磁感应透明[J];物理学报;2004年09期
9 张丽英,刘正东;Y型四能级原子系统对探测场的吸收和色散[J];物理学报;2005年08期
10 彭世坤;侯邦品;;空场诱导相干性对倒转Y-型四能级原子系统中单光子和双光子吸收性质的影响[J];原子与分子物理学报;2008年06期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 韩定安;曾亚光;岑锦升;;阶梯型三能级原子中自发诱导相干对无反转激光的效应[J];佛山科学技术学院学报(自然科学版);2010年01期
2 乔红霞;卜凡阁;马慧;樊锡君;;自发辐射诱导相干对光场传播的调制作用[J];光电子.激光;2008年05期
3 刘中波;王蕾;杨艳玲;樊锡君;;Doppler展宽的开放准Λ型四能级系统中的SGC效应[J];光电子.激光;2008年12期
4 杨艳玲;王蕾;刘中波;卢洪武;樊锡君;;自发辐射诱导相干对开放的Ladder型系统无反转激光增益瞬态演化的影响[J];物理学报;2009年05期
5 罗振飞,徐至展,林福成;无反转激光:增益与饱和[J];物理学报;1994年02期
6 罗振飞,徐至展,周骄阳;量子干涉、无反转激光和折射率增强[J];中国科学A辑;1993年07期
7 张登玉;三能级Λ-型原子系统的无反转激光及增益的起源[J];量子光学学报;1997年03期
8 朱诗尧;;无反转激光[J];中国激光;1994年05期
9 胡响明;光抽运无反转激光[J];物理学报;1993年12期
10 胡响明;简并双光子激光系统的无反转激光和无激光反转的特性[J];华中师范大学学报(自然科学版);1994年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 钱军;龚尚庆;李儒新;徐至展;;自发辐射诱导相干控制阶梯型三能级原子介质的增益特性[A];2004年全国强场激光物理会议论文集(二)[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 刘中波;Doppler展宽的准Λ型四能级系统无反转激光相关控制的理论研究[D];山东师范大学;2012年
2 马慧;Λ型三能级原子系统中光学性质相干控制及周期量级激光脉冲传播的研究[D];山东师范大学;2008年
3 张晓军;固体中的静态光脉冲和光子晶体及气体中静态光脉冲的直接产生[D];吉林大学;2011年
4 何军;原子系统中的绝热布居传输[D];中国科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 卜凡阁;开放四能级系统无反转激光相干控制的理论研究[D];山东师范大学;2008年
2 杨艳玲;Ladder型三能级系统光学性质瞬态演化的相干控制[D];山东师范大学;2009年
3 李爱云;Ladder型三能级系统光学性质相干控制的理论研究[D];山东师范大学;2007年
4 乔红霞;Λ型三能级系统无反转激光相干控制的理论研究[D];山东师范大学;2008年
5 梁颖;开放的V型系统无反转激光传播效应及瞬态演化的相干控制研究[D];山东师范大学;2012年
6 李景娟;开放的V型三能级系统无反转激光及光学性质相干控制的理论研究[D];山东师范大学;2005年
7 崔妮;开放的Λ型三能级系统无反转激光及光学性质相干控制的理论研究[D];山东师范大学;2006年
8 黄文捷;飞秒激光相干合成和位相测量的研究[D];天津大学;2007年
9 蔡立锋;量子干涉在光与原子相互作用中的理论及应用[D];国防科学技术大学;2005年
10 常增光;无粒子数反转激光基本模型的稳态特性研究[D];曲阜师范大学;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026