相干介質(zhì)中自發(fā)輻射及光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)的量子調(diào)控.pdf

1、量子相干和干涉效應(yīng)能夠使介質(zhì)的光學(xué)特性發(fā)生顯著的改變,可以用來調(diào)控光的吸收、色散、自發(fā)輻射以及非線性效應(yīng),在激光物理、量子光學(xué)、非線性光學(xué)、量子信息等諸多領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。本論文研究了量子相干介質(zhì)中自發(fā)輻射的相干調(diào)控和光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)的實(shí)現(xiàn),主要工作包括以下幾個方面:
　　1、研究了單帶各向同性的光子晶體中五能級原子系統(tǒng)的自發(fā)輻射性質(zhì)。討論了光子帶隙、Rabi頻率、外場失諧量以及原子初態(tài)布居對自發(fā)輻射的影響。結(jié)果表明:自發(fā)輻射譜非常敏

2、感地依賴于躍遷頻率與光子晶體帶隙的相對位置,同時自發(fā)輻射可以通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)外部泵浦場和控制場來有效控制。在自發(fā)輻射譜中能夠觀察到一些有趣的現(xiàn)象諸如譜線變窄、譜線增強(qiáng)、譜線抑制以及暗線的出現(xiàn)和多峰結(jié)構(gòu)。這為我們在光子晶體中控制原子的自發(fā)輻射提供了一些有利的指導(dǎo)。
　　2、研究了位于各項(xiàng)異性的光子晶體中的四能級原子系統(tǒng)的自發(fā)輻射行為。討論了自由空間和光子帶隙庫中原子躍遷頻率與能帶邊緣的相對位置、微波場的Rabi頻率和失諧量對原子自發(fā)輻

3、射性質(zhì)的影響。
　　3、研究了自由空間中用一個橢圓偏振控制光和一個外磁場控制的雙三腳架型五能級冷原子系統(tǒng)的自發(fā)輻射性質(zhì)。利用波函數(shù)方法推導(dǎo)出自發(fā)輻射譜的分析表達(dá)式,結(jié)果表明通過調(diào)整合適的參數(shù)如橢圓極化控制場的左旋和右旋極化部分的相位差、外磁場強(qiáng)度和橢圓極化控制場的Rabi頻率,我們可以有效地控制原子的自發(fā)輻射特性。這些研究為原子自發(fā)輻射的調(diào)控提供了更多的自由度。
　　4、利用一個不同程度極化的橢圓偏振光來耦合金剛石氮空位中心

4、,從而研究其在光控制下的零聲子線自發(fā)輻射特性。研究表明譜線增強(qiáng)、譜線變窄、譜線抑制和零聲子線的自發(fā)輻射猝滅可以通過調(diào)節(jié)極化依賴的相位、塞曼移動(外磁場強(qiáng)度)及控制場強(qiáng)度來實(shí)現(xiàn)。并在控制場的綴飾態(tài)繪景中定性地分析了產(chǎn)生這些結(jié)果的物理機(jī)制。
　　5、理論上研究了在單向環(huán)形腔中被一個橢圓極化控制光和線性極化探測光驅(qū)動的三腳架型四能級原子系統(tǒng)的光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)行為。我們討論了探測場的失諧量、控制場的強(qiáng)度、控制場兩極化部分之間的相差以及原子合作參

5、數(shù)對光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)的影響。
　　6、研究了在充有金剛石氮空位中心的光學(xué)環(huán)型腔中實(shí)現(xiàn)激光極化依賴和磁場控制的光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)。光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)的曲線能夠通過新的物理參量即外磁場的強(qiáng)度和控制場的極化來有效的調(diào)控,這與先前的研究有所不同。同時詳細(xì)討論了控制場的強(qiáng)度、頻率失諧量和合作參數(shù)對光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)的影響。研究結(jié)果對實(shí)現(xiàn)全光雙穩(wěn)轉(zhuǎn)換或編碼有一定的參考價值。
　　總之,本論文的研究加深了人們對相干介質(zhì)中自發(fā)輻射的量子調(diào)控的認(rèn)識和理解,也為實(shí)驗(yàn)上研究光