相干介質中自發(fā)輻射及光學雙穩(wěn)態(tài)的量子調控.pdf

1、量子相干和干涉效應能夠使介質的光學特性發(fā)生顯著的改變,可以用來調控光的吸收、色散、自發(fā)輻射以及非線性效應,在激光物理、量子光學、非線性光學、量子信息等諸多領域有著重要的應用。本論文研究了量子相干介質中自發(fā)輻射的相干調控和光學雙穩(wěn)態(tài)的實現,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。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)輻射可以通過適當地調節(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象諸如譜線變窄、譜線增強、譜線抑制以及暗線的出現和多峰結構。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。
　　2、研究了位于各項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。利用波函數方法推導出自發(fā)輻射譜的分析表達式,結果表明通過調整合適的參數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、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節(jié)極化依賴的相位、塞曼移動(外磁場強度)及控制場強度來實現。并在控制場的綴飾態(tài)繪景中定性地分析了產生這些結果的物理機制。
　　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動的三腳架型四能級原子系統(tǒng)的光學雙穩(wěn)態(tài)行為。我們討論了探測場的失諧量、控制場的強度、控制場兩極化部分之間的相差以及原子合作參

5、數對光學雙穩(wěn)態(tài)的影響。
　　6、研究了在充有金剛石氮空位中心的光學環(huán)型腔中實現激光極化依賴和磁場控制的光學雙穩(wěn)態(tài)。光學雙穩(wěn)態(tài)的曲線能夠通過新的物理參量即外磁場的強度和控制場的極化來有效的調控,這與先前的研究有所不同。同時詳細討論了控制場的強度、頻率失諧量和合作參數對光學雙穩(wěn)態(tài)的影響。研究結果對實現全光雙穩(wěn)轉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中自發(fā)輻射的量子調控的認識和理解,也為實驗上研究光