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《山东师范大学》 2008年
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Λ型三能级系统无反转激光相干控制的理论研究

乔红霞  
【摘要】: 物质的光学性质和光学过程的相干控制的研究是当前国际上光学研究中重要而活跃的前沿领域之一。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。原子相干现象和量子干涉效应在很多方面都具有潜在的应用价值,而在众多的原子相干和量子干涉现象中,无粒子数反转激光(Lasing Without Inversion简称LWI)引起了人们更大的兴趣和特别的重视。作为一种产生激光的新型机制,应用无粒子数反转激光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,因此无粒子数反转激光的研究不仅具有重要的理论价值而且具有广阔的应用前景。 本论文在前人研究工作的基础上,对Λ型三能级系统无反转激光相干控制的理论进行了研究,全文内容共分四章: 第一章综述,阐述了光学性质相干控制和无粒子数反转激光的研究意义、无粒子数反转激光产生的物理机制,并介绍了当前这一重要课题的研究现状。 第二章存在和不存在Doppler效应两种情况下,对封闭的Λ型三能级无反转激光系统受光场传播的影响以及自发辐射诱导相干对这个影响显著调制的研究。不考虑Doppler效应时,讨论了不同θ值下,探测场激光增益Imρ31、驱动场Rabi频率Ωc和探测场Rabi频率Ωp、粒子数差ρ33 -ρ11分别随传播距离的变化关系,并讨论了特定传播距离处(z=10cm)探测场激光增益随激光介质入口处驱动场Rabi频率的变化关系;考虑Doppler效应情况下,在驱动场、探测场和原子运动均同向时讨论了不同θ值探测场激光增益Imρ31、驱动场Rabi频率Ωc和探测场Rabi频率Ωp、粒子数差ρ33 -ρ11分别随传播距离的变化关系,特定传播距离处(z=10cm)探测场激光增益分别随介质入口处驱动场Rabi频率和Doppler展宽的变化关系。研究表明,存在Doppler效应与否,皆有LWI增益随着传播距离的增加先增大后减小,探测场Rabi频率随着传播距离的增加而增大,驱动场的Rabi频率随传播距离的增加而减小;特定传播距离处,LWI增益随介质入口处驱动场Rabi频率的增加先增大后减小。存在Doppler效应时,LWI增益随Doppler展宽值的增加单调减小。 第三章在第二章的基础上,研究了具有自发辐射诱导相干的封闭的Λ型三能级系统中,探测场和驱动场之间的相对位相(Φ)对探测增益驱动场Rabi频率和探测场Rabi频率、粒子数差分别随传播距离变化的控制作用。研究表明,当Φ=0(即仅考虑SGC效应)时可获得LWI增益,但增益较小;当Φ=π/4和Φ=π/2时LWI增益较大。另外还研究了特定传播距离处,对应不同的Φ值,LWI增益与介质入口处的驱动场Rabi频率和Doppler展宽的关系。 第四章利用数值计算结果研究了存在自发辐射诱导相干开放的Λ型无反转激光系统相对位相Φ的变化对原子响应的瞬态演化规律的影响。我们发现:不存在非相干泵浦的情况下,对一定的相对位相值瞬态和稳态将呈现对探测场的电磁感应透明(EIT),特别是原子注入速率比和原子退出速率的变化都将对与位相有关的增益瞬态演化规律有显著的调制作用。研究还表明,与不存在非相干泵浦时相比,除了相对位相Φ=0(π)的情况外当存在非相干泵浦时系统可得到大得多的稳态增益(吸收),而达到稳态所需的演化时间也短得多;初始条件的变化不改变稳态增益(吸收)的大小但对瞬态演化过程有明显的影响。
【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

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
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【共引文献】
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