级联准Λ-型四能级系统电磁诱导透明特性

双场作用下的Λ-型三能级系统是研究电磁诱导透明(EIT)的基本模型,在此基础上,引入强微波驱动场作用于该系统的激发态能级与另一激发态能级间,就构成了三场作用下的级联准Λ-型四能级系统。通过求解系统的密度矩阵方程,分别研究了耦合场和微波驱动场对系统吸收特性的影响。在耦合场和微波驱动场共同作用下,系统的探测吸收谱呈现为Autler-Townes双峰与EIT的叠加,可以用缀饰态理论对此做出合理解释。研究结果表明,Autler-Townes双吸收峰来自于强微波场与系统的相互作用,EIT来源于耦合场与系统的量子相干相互作用。

开放的四能级双驱动场无反转激光系统研究

提出了开放的四能级双驱动场无反转激光系统的理论模型,由电偶极和旋转波近似得到其密度矩阵方程,在共振条件下,讨论无反转激光产生的物理机制,求得定态共振线性解析解,利用数值计算结果分析了能级间的自发衰减速率、非相干泵浦速率、粒子注入速率和粒子退出速率对系统无反转激光增益和粒子数差的影响,讨论了线性和非线性增益和粒子数差的差别。结果表明:适当的自发衰减速率、调节非相干泵浦速率、粒子注入速率和粒子退出速率可获得无粒子数反转激光;线性和非线性的增益和粒子数差随驱动场Rabi频率的变化趋势一样,增益的线性稳定值大于非线性稳定值。

准四能级双掺Tm/Ho钒酸钆激光器

在考虑两种离子发光的动力学进展基础上,描述了2μm双掺铥钬(Tm/Ho)系统Tm→Ho能量转移基本过程,建立双掺Tm/Ho系统准四能级速率方程,得出阈值抽运功率和斜率效率的表达式,并利用得出的结论去分析在液氮制冷下光纤耦合激光二极管(LD)端面抽运掺铥钬钒酸钆(Tm/Ho∶GdVO4)激光器实验。通过实验,实现了2μm Tm/Ho∶GdVO4激光器的运转,在抽运功率14W时,激光输出功率3.5W,光-光转换效率25%,阈值抽运功率838mW,理论和实验有很好的一致性。同时也对实验中观测到的上转换绿荧光现象进行了定性的分析。

准∧型四能级系统中的量子干涉现象

研究了原子与分子混合共振相互作用过程中准∧型四能级系统的量子干涉效应 ,特别对在驱动激光场作用下钠原子、钠分子和氩气组成的混合系统中出现量子干涉现象的机理作了分析 ,提出缀饰态能级有交叠区 ,并依据相应的理论计算 ,解释了原子光谱中的量子干涉增强效应。

四能级系统中的原子相干效应

讨论了N型四能级原子系统中的原子相干效应,与三能级原子系统相比,其原子相干效应既可导致电磁感应透明(EIT,ElectromagneticallyInducedTransparency)的产生,也可产生电磁感应吸收(EIA,ElectromagneticallyInducedAbsorption)现象,取决于控制光的强度和第四个能级的衰变率的大小。

四能级增益介质光子晶体激光器的时域有限差分模型与模拟

基于Maxwell-Bloch方程和速率方程相结合的模型,模拟包括四能级增益介质光子晶体激光器的光学特性.根据FDTD法的基本原理,给出方程的Yee氏离散方程.通过计算电场的时域特性,模拟光子晶体激光器的频谱特性、阈值特性、动力学演化等过程,模拟结果和理论结论一致,检验了该模型的有效性.

四能级原子量子相干过程中瞬态光学特性

利用半经典理论研究了N-型四能级相干原子的瞬态光学特性。理论分析表明:当信号光开启的瞬间,介质对探针光的非线性吸收从接近于零的状态迅速增加,经过驰豫振荡过程,趋于稳定状态。本文的研究结果将为吸收型光子开关的设计提供理论依据和参考。

类Kerr介质中双模SU(1,1)相干态场与四能级原子相互作用中光场的量子统计性质

导出了类Kerr介质中双模SU(1,1)相干态场与四能级原子相互作用系统的态函数,研究了Kerr效应和初始光场强度对双模SU(1,1)相干态场的互关联函数、Cauchy-Schwartz不等式及二阶相干度的影响。结果表明:Kerr效应对两模间的相关性、相关程度以及光子的聚束与反聚束效应的影响与初始光场明显相关。

依赖于时间的光场与四能级原子的相互作用

研究了依赖于时间的单模光场与N型四能级原子的相互作用系统,分析了原子布居的时间演化特性。结果表明,由于受到时间脉冲的调制,原子粒子数布居最后会处于一个稳定的状态。

四能级原子相干系统的探讨

对N型四能级原子与光场相互作用的原子相干效应进行了理论计算,讨论了能级衰减率、激光线宽以及基态间的驰豫对原子相干效应的影响。原子第四能级的衰减率、激光线宽以及基态间驰豫增大,原子相干性将会减弱。

光场与N型四能级原子相互作用系统中原子布居的时间演化特性

精确求解了单模光场与N型四能级原子相互作用系统的波函数 ,并采用数值计算方法 ,分析了原子布居的时间演化特性。N型四能级原子相当于具有双层精细结构的二能级原子 ,在一定的条件下四能级系统可退化为V型或Λ型三能级系统或简单二能级系统。计算结果表明 ,四能级系统原子粒子数布居的时间演化不具有周期性。

Doppler展宽准Λ型四能级系统中传播效应的位相相关性(英文)

利用数值计算详细研究具有真空诱导相干的准Λ型四能级原子系统中探测场和驱动场之间的相对位相(ф)对传播效应的影响。结果表明:通过选择ф的取值可以获得更大的GWI和更长的存在无反转增益的传播距离,从而获得更高的LWI强度;Doppler展宽存在时,Doppler展宽宽度及探测场和驱动场传播方向对位相相关的GWI和LWI强度的空间演化有明显的调制作用。

高等植物光系统Ⅱ捕光复合体向反应中心能量传输的四能级理论(英文)

结合近年来对光系统Ⅱ中捕光复合体 (LHCⅡ )的结构、光谱和动力学研究成果 ,提出一个四能级模型来模拟能量从LHCⅡ向反应中心的传递过程 ,并根据这个模型建立了一组速率方程 ,从理论的角度分析了高等植物光系统ⅡLHCⅡ中的能量传递过程。根据计算结果从整体上描述了光系统Ⅱ外周天线向反应中心的传能机制 ,并发现此过程中分子间有较强的相互作用。针对LHCⅡ的光谱、动力学特性和生物体结构对解析解进行了进一步的近似。讨论了LHCⅡ的能量传递的大致途径和耗散机制 ,认为分子间能量传递的主要方式是在能级相邻分子间的传递 ,损耗是和能量传递过程紧密相关 ,随能级的降低损耗增大。对光强过强时的光保护机制也进行了探讨。

利用Λ型三能级原子纠缠态传输未知四能级原子态

制备两对Λ型三能级原子最大纠缠态作为量子信道,采用(1,S)/(L,2)方案,构造16个么正变换矩阵,用非局域的么正变换和局域的测量代替非局域的联合测量,实现单个未知四能级原子态的隐形传输.

固体激光器的四能级系统密度矩阵元的演化特性

固体激光器是一个四能级系统。本文基于量子力学和Kraus算子理论,针对能级间存在跃迁的情况,利用约化密度矩阵方法,得到四能级系统密度矩阵元的演化特性。结果表明:当粒子的跃迁概率满足一定条件时,能在第二激发态与第一激发态之间形成粒子数反转,为产生激光作准备;当粒子以大概率从第二激发态辐射到第一激发态和从第一激发态辐射到基态时,产生激光。

辐射和单步吸收同时存在的四能级原子相干特性

辐射和吸收是光与物质相互作用的主要过程.本文针对四能级原子辐射和单步吸收同时存在的情况,基于量子力学和Kraus算子理论,利用约化密度矩阵方法,得到四能级原子密度矩阵对角元和非对角元演化规律,从而分析量子态相干特性.

M型四能级原子与三模场相互作用系统的动力学特性

采用全量子理论,研究了M型四能级原子与三模场相互作用系统的动力学特性,通过数值计算,分析了光场失谐量、初始光子数和原子初始状态对原子布居概率和光子统计演化规律的影响。

四能级原子自发辐射的量子相干特性

研究四能级原子的自发辐射。原子激发态是不稳定的,其必然会自发地向低能级衰变,产生自发辐射现象。本文针对四能级原子仅存在自发辐射的情况,基于量子力学和Kraus算子理论,利用约化密度矩阵方法,得到四能级原子自发辐射的密度矩阵元演化规律,从而分析量子态相干特性。

在四能级系统中实现单粒子及两粒子量子态的远程制备(英文)

本文提出两种协议来实现远程态制备.第一个方案描述基于两体最大纠缠信道,如何远程制备四能级系统中的任意单粒子量子态.然后由第一个方案概括出第二个方案,即在四能级系统中实现两粒子纠缠态的远程制备方案.在两种制备的过程中,需要分别实施一个单粒子投影测量和一个两粒子投影测量.结果表明,两个方案都能以大于25%的几率忠信地实现.此外,对于两类特殊态,即赤道态和实数态,其成功概率大大提高至100%,此时我们几率的协议转变为决定性的协议.

N型四能级原子介质中古斯-汉欣位移的相干控制

通过外加控制场调控腔中N型四能级介质的吸收-色散关系,从而调控反射光和透射光的古斯-汉欣位移.研究表明,在没有外加弱信号控制场的电磁感应透明状态,反射光和透射光的古斯-汉欣位移完全重合;当加上弱信号控制场时,反射光的古斯-汉欣位移对信号场强度、失谐量的变化比较灵敏.可以通过外加控制场使介质在弱吸收的情况下调控古斯-汉欣位移,实现大的、负向古斯-汉欣位移.