【摘要】：在研究光與物質(zhì)相互作用的過程中,人們發(fā)現(xiàn)了一種原子相干(量子干涉)效應(yīng)。這一效應(yīng)能夠產(chǎn)生很多新穎的物理現(xiàn)象,從而引起了科研工作者的極大關(guān)注,因此成為近年來量子光學(xué)領(lǐng)域中熱門的研究課題之一。激光強(qiáng)場作用于原子物質(zhì),可使其對光的吸收系數(shù)和折射系數(shù)發(fā)生變化,進(jìn)而產(chǎn)生電磁感應(yīng)透明現(xiàn)象。在這一基礎(chǔ)上,當(dāng)用一駐波場驅(qū)動原子介質(zhì)時(shí),介質(zhì)對另一弱探測場的吸收和色散性質(zhì)都會隨著駐波場光強(qiáng)的周期性變化而出現(xiàn)相應(yīng)的改變,從而在介質(zhì)中形成光柵結(jié)構(gòu),使得透過的探測光發(fā)生衍射,此即為電磁感應(yīng)光柵現(xiàn)象�；陔姶鸥袘�(yīng)透明原理,本文主要研究了一個(gè)五能級原子系統(tǒng)和一個(gè)雙Λ型原子混合機(jī)制中的電磁感應(yīng)光柵現(xiàn)象及其相干調(diào)控。論文的主要內(nèi)容有:1.利用一個(gè)五能級原子系統(tǒng),通過與兩個(gè)正交駐波場相互作用,誘導(dǎo)產(chǎn)生電磁感應(yīng)二維光柵。在這一系統(tǒng)中,不同共振條件下,原子介質(zhì)的非線性吸收和折射性質(zhì)得到顯著增強(qiáng),并同時(shí)伴隨著線性吸收的消失。當(dāng)應(yīng)用兩個(gè)駐波耦合場作用時(shí),原子介質(zhì)中形成吸收或者位相型光柵,將探測光高效衍射至高級次方向。光柵的衍射效率強(qiáng)烈依賴于光與物質(zhì)相互作用長度、耦合場強(qiáng)度和失諧量。通過分析發(fā)現(xiàn),振幅和位相的周期性變化都是由其非線性調(diào)制引起的。2.研究由兩個(gè)三能級A型原子系統(tǒng)混合而成的機(jī)制中形成的電磁感應(yīng)光柵的調(diào)控。兩個(gè)駐波場作用下系統(tǒng)中,由于吸收拉曼共振和放大拉曼共振間的相互作用,介質(zhì)的折射率得到增強(qiáng)并被周期性調(diào)制。因此,介質(zhì)中形成一個(gè)可將探測光衍射至高級方向的正弦光柵。理論上,我們研究了銣原子同位素形成的混合機(jī)制。結(jié)果表明光柵衍射在很大程度上取決于兩個(gè)拉曼躍遷的雙光子失諧量以及駐波驅(qū)動場的強(qiáng)度。3.利用振幅強(qiáng)度掩模獲得鋸齒狀耦合場,并與2中雙Λ型原子混合機(jī)制相互作用,實(shí)現(xiàn)電磁感應(yīng)閃耀光柵。通過調(diào)節(jié)耦合場強(qiáng)度,可獲得一個(gè)2π的相位調(diào)制,透過的探測光束發(fā)生衍射,并且大部分光能被衍射至一級方向。通過調(diào)節(jié)雙光子失諧量可使得閃耀光柵的衍射效率遠(yuǎn)大于100%。再者,當(dāng)引入一個(gè)具有對稱結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度掩模,透過的光被劈裂成兩個(gè)強(qiáng)度相等的光束。因此當(dāng)我們使用更為復(fù)雜的振幅掩模時(shí),這一原子系統(tǒng)可被用于實(shí)現(xiàn)光束劈裂和展寬。4.通過加入空間變化的耦合場,在原子介質(zhì)中實(shí)現(xiàn)不同類型的電磁感應(yīng)光柵。同時(shí),調(diào)節(jié)相關(guān)參量,可以提高光柵的衍射效率。這一研究在全光網(wǎng)絡(luò)和通信方面具有潛在的發(fā)展前景。
【圖文】：

當(dāng)激光場失諧量滿足雙光子共振條件時(shí)，原子介質(zhì)相當(dāng)于一個(gè)吸收型光柵。逡逑介質(zhì)對探測場只產(chǎn)生周期性的吸收調(diào)制而沒有位相調(diào)制。亦即，，原子介質(zhì)對探測逡逑場的吸收較大，衍射較弱，如圖１－４中的虛線所示，并且探測光強(qiáng)主要集中在零級逡逑方向。而當(dāng)光場失諧量遠(yuǎn)離雙光子共振時(shí)，原子介質(zhì)又相當(dāng)于一個(gè)混合型光柵。逡逑介質(zhì)對探測場既有周期性的吸收調(diào)制又有位相調(diào)制。亦即，原子介質(zhì)對探測場的逡逑５逡逑

質(zhì)相互作用是現(xiàn)代量子光學(xué)中一個(gè)基礎(chǔ)也是極其重要的明的機(jī)制中，將原來的強(qiáng)耦合場由行波替換為駐波形式，吸收就會由于駐波場的存在而出現(xiàn)周期性的吸收和透射，理現(xiàn)象類似于經(jīng)典的夫瑯禾費(fèi)遠(yuǎn)場衍射，也正是科研工感應(yīng)光柵。逡逑中，我們主要研究在一個(gè)新型五能級原子系統(tǒng)模型中的成和調(diào)控，并詳細(xì)分析對光柵的線性和非線性調(diào)制作用，和介質(zhì)相千作用長度等參量對衍射效率的影響，進(jìn)而提射效率。逡逑模型和理論推導(dǎo)逡逑
【學(xué)位授予單位】：陜西師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O431.2

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 喻松;廖屏;楊展予;顧畹儀;;基于相干粒子數(shù)囚禁的電磁誘導(dǎo)光柵研究[J];物理學(xué)報(bào);2013年22期

2 匡尚奇;;超冷原子中的拉曼增益光柵(英文)[J];中國光學(xué);2012年05期

3 趙博,晏磊,李顏青,齊向東,高鍵翔;閃耀光柵的傅里葉分析[J];光學(xué)技術(shù);2001年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 萬仁剛;駐波場感應(yīng)原子相干效應(yīng)的研究[D];吉林大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 李俊燕;N型四能級電磁感應(yīng)光柵效應(yīng)的研究[D];山西大學(xué);2017年

本文編號：2594058