在Λ型三能级原子系统中实现光减速及光存储

在充缓冲气体的87Rb原子样品中 ,通过探针光、耦合光与Λ型三能级原子相互作用过程中的量子干涉效应 ,产生了窄线宽的EIT透明窗口 ,由此实现了探针光群速度的降低。在最好的实验参数条件下 ,探针光群速度降低到c/4 2 0 0 0。同时 ,研究了光群速减慢与介质温度、耦合光功率以及单光子频率失谐量之间的关系。在此基础上 ,通过控制耦合光与探针光的通断 ,实现了光脉冲在原子蒸汽中的存储与读取。

三能级原子系统中单光子频率失谐对光减速的影响

在Λ型三能级Rb原子介质中,观察到了由电磁感应透明(EIT)效应导致的光减速现象并测量了光延迟对单光子频率失谐量的依赖关系.结果表明,由于多普勒展宽效应的存在,在单光子频率失谐±600MHz的范围内,光减速效应较为显著.在考虑多谱勒频移的情况下,数值计算了光延迟随单光子频率失谐量的变化曲线,实验结果与理论曲线很好地符合.这一研究结果为利用单光子频率失谐控制光的群速度提供了理论与实验参考.

光减速纳米谐振腔

光减慢能用于光存储器和逻辑电路，目前的技术很难实现。近来，日本的研究人员首次制造了使光速减为原来1/100倍的大尺寸纳米谐振腔。这是首个大尺寸波长级耦合腔，比以前的耦合腔小两个数量级，而腔Q因子比其高一个数量级。

基于里德伯原子电磁诱导透明效应的光脉冲减速

基于铯里德伯原子的电磁诱导透明效应,当光与原子能级频率共振时,色散将剧烈变化,吸收减弱.此时光脉冲在原子介质中传播时,将会出现减速.在铯原子阶梯型三能级6S_(1/2)→6P_(3/2)→49D_(5/2)系统中,观察到由色散曲线陡峭变化导致的探测光脉冲减速现象,并系统研究了耦合光强度和原子气室温度对光脉冲减慢的影响.实验结果表明,耦合光越弱,延迟时间越长;原子气室温度越高,减速效应越明显,与理论计算相符.实验结果为之后进行的通过光脉冲减速效应测量微波电场提供了实验基础.

基于铷原子D1线塞曼能级间跃迁的光脉冲减速

基于铷原子D1线塞曼子能级间跃迁,可以观察到光脉冲减速现象。在实验中,当一束弱的右旋圆偏振探测光和一束强的左旋圆偏振耦合光同时耦合^(87)Rb原子D1线F=2→F′=1塞曼子能级间跃迁时,在高色散低吸收的原子介质中获得电磁诱导透明现象,观察到光脉冲减速效应。研究了耦合光强度和探测光脉冲宽度对光速减慢的影响。随着耦合光功率减小,探测脉冲的延迟不断增大,减速效应更加明显。光脉冲宽度越小,光脉冲延迟时间与脉冲宽度的比值越大,参考光和探测光分开的程度越大。

无反转放大效应(AWI)对光速减慢与负群速传播的影响

由于光子作为信息的载体有着天然的优越性 ,例如 ,传播速度快 ,信息量大等 .所以各国科学家都在不断地寻找各种方法去操控光子。其中电磁感应透明 (ElectromagneticallyInducedTransparency ,EIT) ,电磁感应吸收 (ElectromagneticallyInducedabsorption ,EIA )和无反转放大效应 (AmplificationWithoutInversion ,AWI)作为控制光子的手段一直受到人们的关注。电磁感应透明现象 (EIT)可以实现共振光无吸收传播的同时伴随有大的群速度色散效应 .我们实现了无缓冲气体的铯泡 (Cs)中的光脉冲群速度的减慢 ,通过在EIT的原子系统上加入非相干泵浦来产生AWI效应 ,我们发现光脉冲在其中的传播速度随着泵浦光强的增加而明显减小 ,延迟时间增加一倍 ,光脉冲的群速度相当于c / 4 0 0 0 0。此外 ,我们还利用电磁感应吸收现象(EIA)产生的大的负群速度色散效应 ,我们观察到了在无缓冲气体的铯泡 (Cs)中 ,光脉冲的负群速度传播的现象。通过EIA原子系统中非相干泵浦光的加入 ,AWI效应使得超光速现象变得更加明显 ,光脉冲的负群速度变得更大。最大的光脉冲超前时间可以达到 0 .9μs ,相当于光脉冲的群速度为 -c/ 4 0 0 0 0。总之 ,我们找到了一个实现光脉冲群速度的操控的新手段 ,通过外场的加入我们可以按要求来改变光脉?

金属光栅减速太赫兹波

美国研究人员研制出了一种能在不同位置减慢不同频率太赫兹的金属光栅。这种光栅能做成紧凑的太赫兹光子器件，并有可能扩展到可见光区域。这向室温下固体介质和半导体纳米结构的光减速迈出了重要一步。