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《宁波大学》 2012年
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复杂系统中无反转激光的特性研究

高强  
【摘要】:近年来,由于激光在人们的日常生活和科技前沿问题中扮演着重要的角色,关于激光器的各种研究吸引了许多人的目光。无反转激光理论的提出,使人们找到一条研制高频和超高频激光器的道路。 本文从经典的激光出发,在第一章中简单的回顾了理论上产生经典的激光所需要满足的条件,和激光器的基本结构,以及它在产生高频和超高频波段的激光时所碰到的问题。然后在第二章介绍了无反转激光的基础理论知识,包括在无反转激光的产生过程中不需要粒子数反转的原因和实现方法,以及裸态基和缀饰态基中产生无反转激光的不同起源。 在第三章利用主方程的方法,推导了缀饰态基中Δ型三能级模型在稳态时系统增益和布居数分布的近似解析解,讨论了系统产生无反转激光的条件,并利用数值模拟的方法求出了系统增益和布居数分布对两个外加场拉比频率的依赖性和时间演化规律。结果表明在共振的情况下,选择合适的自发辐射率,例如ab5ac, bc ac, ac,系统总能满足无粒子数反转的条件。当两个外场不同时取弱场时,系统就能产生无反转激光。 在第四章中我们使用相似的方法,同样推导了裸态基中菱型四能级模型在稳态时系统增益和布居数分布的近似解析解,讨论了系统产生无反转激光的条件,并求出系统增益和布居数分布对探测场失谐和辅助场拉比频率的依赖性和时间演化规律。结果表明为了使系统产生无反转激光,探测场不能比自发辐射更弱。除此之外,辅助场对无反转激光的产生至关重要,必须施加辅助场且必须是强场。通过对辅助场拉比频率的调节,可以实现从反转激光到无反转激光的转变。 本文的研究结果对实验上寻找实现无反转激光的介质将有所帮助。
【学位授予单位】:宁波大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:O431.2

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