开放的非共振梯型无粒子数反转激光系统非线性增益与色散的研究(英文)

本文给出了开放的非共振 ladder型三能级无粒子数反转激光系统的非线性精确解 ,利用数值计算结果讨论了系统各参量的变化对激光场的增益和色散的影响 .作者得到以下结论 :当探测激光场和驱动场都共振时 ,无论其他参量如何变化 ,色散为零 .当仅有探测场失谐 (驱动场失谐 )时 ,增益和色散随探测场失谐 (驱动场失谐 )的变化曲线分别具有偶对称性和中心对称性 ,当探测场和驱动场皆失谐时 ,这种对称性消失 ;适当调节探测激光场或 (和 )驱动场的失谐可获得最大或较大的无粒子数反转激光增益和无吸收高色散 .增益和色散 (粒子数差绝对值 )随原子注入速率之比的增加单调增加 (单调减小 ) ,且原子退出速率越大增加 (减小 )得越快 .在探测场和驱动场适当失谐的情况下 ,保持系统其他参量不变 ,非相干泵浦速率只有在一定范围内取值时 ,才能获得无粒子数反转激光增益 ,并存在一个增益极大值 .改变探测场或驱动场 Rabi频率对无粒子数反转激光增益的影响与非相干泵浦速率改变时的情况类似 .

混合态二能级原子双光子过程的粒子数反转特性

本文采用时间演化算符方法和数值计算研究了相干光场与混合态二能级原子双光子过程的粒子数反转特性，结果表明：量子崩塌与复苏性质和原子初始的混合程度无关，但振荡最大幅值受原子初始混合程度的支配，随着原子初始混合程度的增大，原子反转几率减小；在强场作用下，这种量子崩塌与复苏性质，将随着ｎ值的不断增大而重复地出现复苏收缩现象。

有初始相干性注入的V型无粒子数反转激光系统的非线性增益分析和粒子数差振荡现象

本文给出了有初始相干性注入的Ｖ型无粒子数反转激光系统的非线性注解，分析了 系统参量变化对无粒子数反转激光增益和与探测场相互作用的两能级之间的粒子数差的影 响，我们发现伴随着驱动场Ｒａｂｉ频率的增加，粒子数差的变化表现出一个振荡行为，我们对 这一新现象给出了解释．

MgⅪ 1s3p-1s4p能级间平均高温及高密度条件下的粒子数反转

采用最新设计带侧向喷口的微管靶,当微管内壁平均激光辐照强度约为3.5×10^(13)W·cm^(-2)时,观察到沿整个喷口1s3p^1P_0~0和1s4p^1P_0~0能级间强烈的粒子数反转。测得相应环境等离子体平均电子温度470—520eV,密度约为2×10^(20)cm^(-3)。分析了可能导致高温条件下粒子数反转的机制。

宽带碲基掺铒光纤放大器上能级粒子数反转比

对宽带碲基掺铒光纤放大器(EDTFA)上能级粒子数反转比进行了理论研究,得到了碲基掺铒光纤 放大器上能级粒子数反转比随着光纤激活长度、信号输入功率、泵浦功率和纤芯掺杂浓度的演变关系,分析了 上能级粒子数反转比分布与EDTFA信号增益间的关系。研究表明,碲基掺铒光纤内的上能级粒子数反转比分 布决定了EDTFA的信号增益。

多光子反Jaynes-Cummings模型中混合态二能级原子的粒子数反转特性

利用多光子反Jaynes-Cummings模型研究了单模相干光场与混合态二能级原子相互作用时,二能级原子的粒子数反转特性.讨论了相干光场的平均光子数、跃迁光子数以及原子初始态的混合度等参量对粒子数反转的影响.结果表明:二能级原子的粒子数反转有周期性的崩塌和回复现象.相干光场平均光子数和跃迁光子数的增加会改变原子的回复周期和崩塌的衰减时间;随相干光场平均光子数的增加粒子数反转的振荡频率增大;随着混合度的减少回复的周期性和崩塌的衰减时间不发生变化但粒子数反转的振荡幅度增大.

无粒子数反转光放大的研究

激光(LASER)是通过辐射的受激发射而实现的光放大(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)英文字头的缩写。1958年,肖洛(Schawlow)与汤森(Townes)提出,受激发射可能成为可见光谱区电磁辐射放大的有效途径。梅曼(Maiman)于1960年做出世界第一台波长为694.3纳米的激光器。从此,各种类型的激光器接踵而至。由于激光与普通光相比具有单色性好。

HF和HCl化学激光粒子数反转的原子分子机理

本文采用多体展式理论方法的势能函数对Ｈ２Ｆ和Ｈ２Ｃｌ＋体系进行了准经典轨线计算。结果表明，反应Ｆ＋Ｈ２（Ｖ＝０，Ｊ＝０）→ＨＦ（Ｖ′，Ｊ′）＋Ｈ可以产生基频与泛频的ＨＦ化学激光，且在８～４２ｋｃａｌ·ｍｏｌ－１范围内选择相对平动能时产物ＨＦ分子在Ｖ′＝２和Ｖ′＝０之间的粒子数反转较明显。放能反应Ｃｌ＋Ｈ＋２（Ｖ＝０，Ｊ＝０）→ＨＣｌ（Ｖ′，Ｊ′）＋Ｈ＋的产物ＨＣｌ分子在振动态上的分布存在粒子数反转现象，而非反应碰撞Ｈ＋＋ＨＣｌ（Ｖ＝０，Ｊ＝０）→ＨＣｌ（Ｖ′，Ｊ′）＋Ｈ＋在所计算的能量范围内没有出现粒子数反转的现象。

开放系统的无粒子数反转激光的时间演化分析

对开放的V型三能级系统,通过微分方程的数值运算,分析了该系统的无粒子数反转激光(laser without inversion,LWI)产生的机制,讨论了探测场和驱动场的失谐、驱动场的Rabi频率、粒子初始状态对系统LWI时间演化的影响。结果显示:驱动场耦合的两个能级上的粒子数分布以相同的频率振荡,位相差π;在探测场和驱动场皆共振(△=△_0=0)时,原子对探测场色散的响应为零,双光子相干项ρ_(ca)是实量;驱动场的Rabi频率Ω增大时,增益、相干项和粒子数差的振荡周期减小;粒子数的初始状态主要影响增益、相干项和粒子数差的振荡幅度,并不影响最后的稳定状态。

He-Ne激光器粒子数反转径向分布光谱测量

用二维光学多道分析仪考察了He-Ne激光器在632.8nm激光振动和不振荡时氖能级3s_2和2p_k(k=1,2,……8,10)的侧光辐射,进行了Abel反演后,得到了3s_2和2p_k各能级粒子数和3s_2和2p_k间粒子数反转的径向分布,研究了此分布勺放电电流、632.8nm激光辐射强度间的关系,推算了在放电管中心3s_2和2p_k能级间受激辐射的激光增益。

J-C模型粒子数反转的量子特性

研究了弱激发和高激发相于光场与初始态为统计混合态的原子相互作用时,原子的动力学行为.

强激发二能级原子双光子过程的粒子数反转

该文用数值计算研究了强激发二能级原子双光子过程粒子数反转的崩塌与复苏性质。

失谐对开放的四能级系统无粒子数反转激光的影响

提出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,讨论无反转激光产生的物理机制,利用数值计算结果分析探测场和驱动场失谐对系统无反转激光增益和粒子数差的影响.

克尔介质中皮秒亮孤子多光子J-C模型粒子数反转特性

利用全量子理论研究了克尔介质中皮秒孤子光场与二能级原子多光子相互作用系统中粒子数反转随时间的变化特性,用MATLAB软件编程模拟并讨论了初始平均光子数、克尔介质与场模非线性相互作用强弱、孤子光场与原子耦合强度及相互作用过程中跃迁光子数目对粒子数反转的影响.数值计算结果表明:初始平均光子数越大、克尔介质与场模的非线性相互作用越强、孤子光场与原子耦合强度越小或相互作用过程中跃迁光子数目越多,粒子数反转崩坍与恢复的振荡幅度越小、平均值越大.

开放V型四能级系统无粒子数反转激光的研究

利用电偶极和旋转波近似下的密度矩阵方程组,探过了无粒子数反转激光产生的物理机制;利用数值计算结果分析了驱动场的Rabi频率、非线性项对系统无反转激光增益和粒子数差的影响。提出了开放的V型四能级系统无粒子数反转激光理论模型。通过计算,当驱动场和探测场共振时,色散为0,在驱动场Rabi频率变化的整个区间内都可得到无反转的激光增益,非线性项的存在使增益出现饱和现象。

开放的梯型三能级系统中自发辐射诱导相干对无粒子数反转激光的影响

研究表明,在开放的梯型三能级系统中,无论是否考虑非相干泵浦,考虑自发辐射诱导相干(SGC)时系统产生的无粒子束反转激光(LWI)总是明显大于不考虑SGC时的情况.并且,SGC的强度在一定范围内时,系统在无非相干泵浦场的情况下会产生比有非相干泵浦时更大的无反转增益,而相应的封闭系统在无非相干泵浦场时对任意强度的SGC都无法产生增益.

三能级Λ模型的无粒子数反转光放大研究

以三能级Λ模型为例说明利用原子状态相干效应实现无粒子数反转光放大的原理。

有初始相干性注入的V型系统中的无粒子数反转激光非线性增益分析

本文给出了有初始相干性注入的V型三能级系统理论模型，导出了在此系统中实现无粒子数反转激光的条件，分析了非线性增益大小跟驱动场和探测场Rabi频率、自发衰减率、原子注入速率比以及原子与探测激光场相互作用后从腔中排出速率之间的关系。

无粒子数反转光增益的新模型

粒子数反转作为产生激光的条件被看作是激发的一般原理而广为接受,然而,近年来在无粒子数反转的条件下产生光放大甚至激光这一新的光学课题引起了相当大的关注,已有几个理论模型得以发展。除了Holt提出的对多普勒加宽体系由光子反冲作用获得无粒子数反转增益的模型外,更多的研究集中在均匀加宽体系,利用原子能级之间的量子干涉性获得无反转增益。 本文提出了在多普勒加宽体系中无粒子数反转光放大的新模型。这里考虑的系统是:目标分子以较大速度V_f从一小孔流进一个装有惰性气体的容器。