無粒子數(shù)反轉(zhuǎn)激光基本模型的穩(wěn)態(tài)特性研究.pdf

1、無粒子數(shù)反轉(zhuǎn)激光(Lasing Without Inversion，簡稱LWI)的研究是當(dāng)前國際上激光物理重要而活躍的研究前沿領(lǐng)域之一，無粒子數(shù)反轉(zhuǎn)激光的研究不僅具有重要的理論價值，而且具有廣闊的應(yīng)用前景。本文在前人工作的基礎(chǔ)上主要討論了封閉的V型、Λ型、Ladder型三能級無粒子數(shù)反轉(zhuǎn)激光模型的一些穩(wěn)態(tài)特性，揭示了它們的變化規(guī)律與特點，并指出了導(dǎo)致該變化規(guī)律與特點的內(nèi)在機制與原因，該研究有助于我們進(jìn)一步了解LWI的穩(wěn)態(tài)特性與產(chǎn)生機制。

2、本論文的主要內(nèi)容如下： 1.闡述了無粒子數(shù)反轉(zhuǎn)激光的研究背景、研究意義及其產(chǎn)生的基本原理，并簡單介紹了當(dāng)前這一重要課題的研究現(xiàn)狀和研究內(nèi)容。 2.介紹了研究封閉的V型、Λ型、Ladder型模型穩(wěn)態(tài)特性的基本方法。 3.在相應(yīng)參變量取相同值的情況下，利用數(shù)值模擬的方法對比研究了封閉的V型與Λ型原子模型穩(wěn)態(tài)增益隨相干光場失諧的變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)這兩種模型的穩(wěn)態(tài)探測激光增益隨探測激光場失諧的變化曲線具有相似的形狀，但數(shù)值上

3、存在差異，這一現(xiàn)象與兩種模型的原子相干性與粒子數(shù)分布的特點直接相關(guān)，另外還發(fā)現(xiàn)驅(qū)動激光失諧及由于自發(fā)輻射誘導(dǎo)相干導(dǎo)致的原子相干性的增強能顯著影響探測激光增益。 4.在一定參數(shù)下利用數(shù)值模擬的方法研究了自發(fā)輻射誘導(dǎo)相干對于封閉的V型、Λ型模型穩(wěn)態(tài)粒子數(shù)分布的影響。研究結(jié)果表明：在驅(qū)動激光共振時，自發(fā)輻射相干使V型的｜1〉、｜2〉兩個能級、Λ型的｜2〉、｜3〉兩個能級粒子數(shù)分布值變得非常接近；當(dāng)驅(qū)動激光失諧為一定值時，自發(fā)輻射誘導(dǎo)相

4、干使V型模型的粒子數(shù)由能級｜1〉、｜2〉向能級｜3〉發(fā)生了轉(zhuǎn)移，使Λ型模型的粒子數(shù)由能級｜1〉向能級｜2〉、｜3〉發(fā)生了轉(zhuǎn)移。 5.在一定參數(shù)下利用數(shù)值模擬的方法研究了封閉的Ladder型模型的穩(wěn)態(tài)特性。研究表明，在驅(qū)動激光失諧值為零或為一定值時，Ladder型模型都存在探測光增益區(qū)及增益峰，并且它的探測光增益規(guī)律與V型、Λ型模型相比具有獨特的規(guī)律，該規(guī)律主要由Ladder型模型的原子相干性所決定；對于驅(qū)動激光的失諧，Ladde