電磁誘導(dǎo)透明及其非線(xiàn)性特性研究.pdf

1、電磁誘導(dǎo)透明（Electromagntically Induced Transparency，簡(jiǎn)稱(chēng)EIT）是光與物質(zhì)相互作用中表現(xiàn)出來(lái)的一種奇特的非線(xiàn)性效應(yīng)。對(duì)其形成機(jī)理及非線(xiàn)性特性的研究具有重要的理論意義和巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值。本文以量子力學(xué)及EIT的相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究為基礎(chǔ)，對(duì)作用場(chǎng)及原子能級(jí)體系進(jìn)行綜合分析，建立了Λ-型三能級(jí)系統(tǒng)及準(zhǔn)Λ-型四能級(jí)系統(tǒng)模型。通過(guò)求解相應(yīng)的密度矩陣方程，研究了多窗口EIT的形成機(jī)理，以及EIT窗口的非線(xiàn)性特性

2、與相干電磁場(chǎng)的性質(zhì)之間的關(guān)系，得到了一系列創(chuàng)新性研究成果。
　　 首先對(duì)雙場(chǎng)作用下的Λ-型三能級(jí)系統(tǒng)EIT特性進(jìn)行了系統(tǒng)研究。分別討論了EIT的線(xiàn)寬和對(duì)比度隨耦合場(chǎng)及探測(cè)場(chǎng)作用強(qiáng)度的變化規(guī)律；并在弱探測(cè)場(chǎng)條件下，推導(dǎo)出了EIT線(xiàn)寬和對(duì)比度的解析表達(dá)式，從理論上證明了Λ-型三能級(jí)系統(tǒng)。EIT的最小線(xiàn)寬取決于兩低能級(jí)間的相干失相速率。
　　 本文重點(diǎn)研究了外加微波驅(qū)動(dòng)場(chǎng)作用下的準(zhǔn)Λ-型四能級(jí)系統(tǒng)和閉合Λ-型三能級(jí)系統(tǒng)中EIT

3、的非線(xiàn)性特性。在準(zhǔn)Λ-型四能級(jí)系統(tǒng)中，得到了雙窗口EIT，給出了雙EIT窗口的頻率位置、頻率間距等參量隨微波驅(qū)動(dòng)場(chǎng)強(qiáng)度和頻率的變化規(guī)律；并對(duì)微波驅(qū)動(dòng)場(chǎng)與耦合場(chǎng)相關(guān)和與探測(cè)場(chǎng)相關(guān)的兩種情況中，雙EIT窗口的特性進(jìn)行了比較和分析。在閉合Λ-型三能級(jí)系統(tǒng)中，不僅得到了與實(shí)驗(yàn)觀(guān)察一致的多窗口EIT，而且進(jìn)一步給出了EIT窗口的頻率位置、頻率間距等與微波驅(qū)動(dòng)場(chǎng)強(qiáng)度、頻率的定量關(guān)系。通過(guò)對(duì)上述研究結(jié)果的分析指出了雙或多窗口EIT的形成源于能級(jí)的動(dòng)態(tài)

4、Stark劈裂，并利用綴飾態(tài)理論做出了準(zhǔn)確的物理解釋。
　　 本文的另一重要內(nèi)容是對(duì)Λ-型三能級(jí)系統(tǒng)以及準(zhǔn)Λ-型四能級(jí)系統(tǒng)中，探測(cè)吸收譜線(xiàn)的窄化規(guī)律進(jìn)行了理論研究。推導(dǎo)了外加驅(qū)動(dòng)場(chǎng)作用下的準(zhǔn)Λ-型四能級(jí)系統(tǒng)的綴飾態(tài)密度矩陣方程；定量地給出了窄化譜線(xiàn)的線(xiàn)寬與場(chǎng)及能級(jí)系統(tǒng)參數(shù)的關(guān)系，從理論上說(shuō)明了吸收譜線(xiàn)的最小線(xiàn)寬取決于基態(tài)能級(jí)間的相干失相速率。揭示了電磁誘導(dǎo)吸收（EIA）的量子相干本質(zhì)。
　　 本文的研究結(jié)果對(duì)EIT的理論