在過(guò)去的幾十年里,原子蒸汽中超慢四波混頻已得到廣泛的研究。如,人們已提出了利用電磁誘導(dǎo)透明、多光子量子相干以及雙電磁誘導(dǎo)透明等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)高效四波混頻過(guò)程。然而,遺憾的是,以上的研究并沒(méi)有考慮光的軌道角動(dòng)量的空間特性。攜帶軌道角動(dòng)量的渦旋光作為近年來(lái)的一個(gè)熱門(mén)話(huà)題,由于它在光與物質(zhì)相互作用中表現(xiàn)出豐富的特性,已在量子信息和量子光學(xué)中有許多應(yīng)用。在本文中,基于軌道角動(dòng)量光,我們開(kāi)展了超慢傳輸機(jī)制下渦旋四波混頻的研究。相關(guān)的研究方法和理論分析將有助于軌道角動(dòng)量光在量子光學(xué)和量子信息方面的研究。由于軌道角動(dòng)量光在與物質(zhì)的相互作用中表現(xiàn)出來(lái)豐富的物理特性,其已是經(jīng)典光學(xué)和量子光學(xué)中一種非常重要的資源。首先,我們通過(guò)多光子量子干涉研究了四能級(jí)原子系統(tǒng)中的超慢渦旋四波混頻。研究發(fā)現(xiàn),軌道角動(dòng)量光的空間結(jié)構(gòu)信息可以通過(guò)雙光子失諧量和三光子失諧量來(lái)操縱。同時(shí),我們還給出了基于色散關(guān)系的詳細(xì)解釋,結(jié)果與我們的模擬結(jié)果吻合得很好。此外,為了更清晰地描述空間調(diào)制,我們將四波混頻場(chǎng)與同頻高斯光束進(jìn)行了干涉。結(jié)果表明,干涉模式同樣也可以通過(guò)多光子失諧量來(lái)控制。我們的工作將在基于軌道角動(dòng)量光的量子調(diào)控中具有潛在的應(yīng)... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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不同l和p條件下的拉蓋爾高-斯光的空間強(qiáng)度分布圖

安徽大學(xué)碩士學(xué)位論文92.3和圖2.4所示。對(duì)于特殊情況l=0，p=0，這時(shí)的拉蓋爾-高斯便是常見(jiàn)的高斯光，其中心是個(gè)亮斑。除此之外的強(qiáng)度圖都呈環(huán)狀分布，其中心是暗斑，其相位在空間呈螺旋分布，這便是拉蓋爾-高斯光的特點(diǎn)。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，在p不變的條件下，隨著l越大，光斑的半徑就越大，并且光強(qiáng)的分布與l的大小有關(guān)，l的正負(fù)號(hào)對(duì)光強(qiáng)的分布沒(méi)有直觀的影響，也可視為關(guān)于l=0對(duì)稱(chēng)。在l不變的情況下，p會(huì)將強(qiáng)度分布分割成p1個(gè)光環(huán)分布。但是，與強(qiáng)度分布情況不同的是，相位的分布會(huì)受到l的正負(fù)影響，表現(xiàn)為螺旋相位的旋轉(zhuǎn)方向相反。圖2.3不同l和p條件下的拉蓋爾高-斯光的空間強(qiáng)度分布圖圖2.4不同l和p條件下的拉蓋爾高-斯光的空間相位分布圖

第三章四能級(jí)原子系統(tǒng)中四波混頻的渦旋操控14圖3.2不同雙光子失諧量2條件下，（a1，a2，a3）四波混頻場(chǎng)歸一化強(qiáng)度分布圖；（b1，b2，b3）相應(yīng)的相位分布圖；（c1，c2，c3）色散關(guān)系的虛部Im[K()]與徑向距離r的關(guān)系圖；（d1，d2，d3）色散關(guān)系的實(shí)部Re[K()]與徑向距離r的關(guān)系圖。其他參數(shù)為：0w0.18mm,0,z10mm,p0,l2,15.97MHz,20.66MHz,30.01MHz,v03MHz,130MHz,01MHzp,130,01100MHzmm,03010.01。中的四波混頻場(chǎng)強(qiáng)度的減校顯然，四波混頻場(chǎng)的強(qiáng)度在1230達(dá)到最大值，此時(shí),電磁誘導(dǎo)透明抑制了雙光子吸收，從而將三個(gè)場(chǎng)的吸收損耗降到最校在圖3.2（d1，d2，d3）中，我們繪制了不同雙光子失諧量2條件下色散關(guān)系的實(shí)部Re[K()]與徑向距離r的關(guān)系圖。從圖3.2（d1）可以看出，當(dāng)20時(shí)，實(shí)部在任何位置都等于零，這意味著各個(gè)地方的色散是相等的，所以渦旋四波混頻場(chǎng)的相位是正常的螺旋分布，沒(méi)有發(fā)生扭曲，如圖3.2（b1）所示。當(dāng)將雙光子失諧量2增大到2MHz時(shí)，相位圖發(fā)生了扭曲，如圖3.2（b2）所示。當(dāng)24MHz時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)色散關(guān)系的實(shí)部會(huì)顯著增加，如圖3.2（d3）所示。這意味著相位對(duì)xy空間的依賴(lài)性越來(lái)越強(qiáng)，所以在圖3.2（b3）


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