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基于光学非互易的双路多信道全光操控

物理学报 2022年第18期71卷 162-171页

作者：李鑫解舒云李林帆周海涛王丹杨保东山西大学物理电子工程学院太原030006 山西大学极端光学协同创新中心太原030006

基于原子热运动的极化率-动量锁定特性及腔引起的强耦合特征,设计并实现了一套无磁的光学互易-非互易传输转换方案.理论和实验证实,耦合场条件决定了系统的非互易性.在单束行波场作用下,由于多普勒效应,热原子中的非互易性取决于耦合场... 详细信息

基于原子热运动的极化率-动量锁定特性及腔引起的强耦合特征,设计并实现了一套无磁的光学互易-非互易传输转换方案.理论和实验证实,耦合场条件决定了系统的非互易性.在单束行波场作用下,由于多普勒效应,热原子中的非互易性取决于耦合场的传播方向.因此,通过改变对向耦合场的开闭,可控制基于内腔电磁诱导透明的双路单信道光学非互易传输.而在两束对向耦合场同时作用下,腔透射由单暗态转变为双暗态极子峰,其互易性输出依赖于两束耦合场之间的频率差.于是通过调谐频率差可实现基于双暗态极子峰的双路多信道互易-非互易传输调控.

关键词：光学非互易双暗态多普勒频移全光开关

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双暗态五能级原子系统中的探测放大响应

华东交通大学学报 2010年第1期27卷 91-94页

作者：周真邓黎杨绍海王洵华东交通大学基础科学学院江西南昌330013

研究了在双暗态共振四能级原子系统的基础上,附加一个信号场扰动的五能级原子系统中的探测放大响应。发现仅通过调节信号激光场的强度就能实现探测放大的增强。根据量子干涉理论和缀饰态理论定量地解释了产生该结果的物理机制.

关键词：双暗态探测放大量子干涉缀饰态

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由双暗态引起的窄谱线增强和双光子透明现象

华东交通大学学报 2010年第3期27卷 88-91,101页

作者：杨绍海邓黎周真华东交通大学基础科学学院江西南昌330013

原子相干和量子干涉效应正逐步成为共振非线性光学物理的一种重要而且广泛的应用工具。在光学介质的非线性光学性质的研究中,在单光子、双光子和多光子吸收的禁止方面这些效应具有潜在的应用价值。尤其在光子比较少的光学领域,我们已经... 详细信息

原子相干和量子干涉效应正逐步成为共振非线性光学物理的一种重要而且广泛的应用工具。在光学介质的非线性光学性质的研究中,在单光子、双光子和多光子吸收的禁止方面这些效应具有潜在的应用价值。尤其在光子比较少的光学领域,我们已经观察到了由电磁诱导透明的特大Kerr非线性特征和折射率增大而引起的无吸收非线性光学,这对量子非线性光学性质的研究具有极其重要的作用。

关键词：双暗态电磁诱导透明双光子透明

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基于内腔单-双暗态转换的全光开关

量子光学学报 2020年第3期26卷 271-280页

作者：周海涛李瑞峰戴玉鹏郭瑞翔王丹杨保东山西大学物理电子工程学院山西太原030006

本文基于原子-腔复合系统,通过对单次穿过内腔原子的耦合场的调控,实现了在原子共振中心附近,腔透射峰由单暗态向双暗态的转换,即当行波耦合场被驻波代替时,在原子共振中心,单暗态极子峰消失,同时在共振中心两侧会对称出现双暗态极子峰... 详细信息

本文基于原子-腔复合系统,通过对单次穿过内腔原子的耦合场的调控,实现了在原子共振中心附近,腔透射峰由单暗态向双暗态的转换,即当行波耦合场被驻波代替时,在原子共振中心,单暗态极子峰消失,同时在共振中心两侧会对称出现双暗态极子峰.理论上,结合内腔原子的吸收特性及热原子表现出的多普勒效应,得出速度不为0的原子是导致产生双暗态峰的主要诱因.实验上,通过额外引入一束反向传输的相干泵浦光,使双暗态信号放大8倍左右,有效地提高了隔离比.在此基础上,利用方波脉冲对反向耦合场的调制,实现在单一空间通道上3个不同频率信道(Δp=0,±δ)的高效光控全光开关,该结论可应用于光学二极管及量子逻辑门运算.

关键词：全光开关单暗态双暗态多普勒频移电磁诱导透明

利用暗态共振之间的相互作用提高Kerr非线性

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光子学报 2009年第7期38卷 1735-1739页

作者：严祥安王利强蒋文娟尹宝银郑淮斌宋建平西安交通大学电子物理与器件教育部重点实验室西安710049 西安工程大学理学院物理系西安710048 西安邮电学院应用数学与应用物理系西安710061

分析了利用双暗态共振之间的相互作用提高Kerr非线性的方案,采用微扰理论和密度矩阵方法导出三阶极化率实部随外加相干驱动场失谐量变化的关系.结果表明,随着相干驱动场失谐量的增加,双暗态共振之间干涉使得Kerr非线性的最大值也随之变... 详细信息

分析了利用双暗态共振之间的相互作用提高Kerr非线性的方案,采用微扰理论和密度矩阵方法导出三阶极化率实部随外加相干驱动场失谐量变化的关系.结果表明,随着相干驱动场失谐量的增加,双暗态共振之间干涉使得Kerr非线性的最大值也随之变大且逐渐进入电磁感应透明窗口,并使用缀饰态理论对其产生的机制给予相应的解释.证明了在具有双暗态共振的四能级原子系统中获得无吸收巨Kerr非线性实现的可行性.

关键词：非线性光学电磁感应透明双暗态 Kerr非线性

原子-腔耦合系统中热运动诱导全光开关的研究

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原子-腔耦合系统中热运动诱导全光开关的研究

作者：李瑞峰山西大学

学位级别：硕士

现如今,随着量子信息和量子通讯技术的蓬勃发展,人们开始研究像量子相干、纠缠、压缩等这一些新的内容,其中光与原子之间的作用也成为研究的热门。热粒子由于具备随机热运动的特点,其产生的多普勒效应常常成为其他实验条件不具备的特性... 详细信息

现如今,随着量子信息和量子通讯技术的蓬勃发展,人们开始研究像量子相干、纠缠、压缩等这一些新的内容,其中光与原子之间的作用也成为研究的热门。热粒子由于具备随机热运动的特点,其产生的多普勒效应常常成为其他实验条件不具备的特性,由此可以实现很多特有的功能,如光隔离、全光开关、手性材料等等。本文通过构建Λ型三能级原子-腔耦合系统,对腔透射谱进行定性的分析研究。研究分为下面四个部分:一:对该系统相关的一些科研背景、原理和应用进行了简单的介绍。二:基于Λ型三能级原子系统,在实验上研究了原子-腔耦合系统中不同耦合场条件下的腔透射谱。结果发现,当耦合场与探针场同向传播的情况下,腔透射谱呈现一个三峰结构,且共振中心峰线宽极窄,称为内腔单暗态极子峰;当实验条件变成驻波耦合场的情况下,单暗态极子峰劈裂成两个峰,强度较低且线宽较大,称为双暗态峰。所以说通过控制反向耦合场的开闭可以实现单暗态极子峰与双暗态峰之间的转换,这样就可以实现全光开关的控制。紧接着,我们又在实验上探究了腔透射谱随耦合场失谐、原子数密度等实验参量变化的规律。结果表明,单暗态极子峰的频率位置会随耦合场的失谐发生移动,且移动的频率间隔与耦合场的失谐间隔保持一致。另外,通过改变原子数密度,探究了双暗态峰的变化规律。观察发现,随着原子数密度的增大,双暗态峰强度不断降低,拉比边带的间距不断增宽。三:构建Λ型三能级原子模型,从系统哈密顿量和原子密度算符的运动矩阵方程开始,求解原子密度算符和介质的复极化率,理论分析了不同耦合场条件下内腔原子对探针腔模的吸收和色散特性,最终得出了腔透射谱函数。除此之外,又通过改变耦合光失谐以及原子数密度这两个实验参量,理论计算了内腔单暗态极子峰以及双暗态峰的变化规律。实现了理论模拟与实验结果很好的吻合。四:在第二部分的实验基础上,通过引入一束额外的852nm的相干泵浦场,不管是从同向还是反向注入腔中,都实现了对单暗态极子峰与双暗态峰的放大。进一步的通过改变泵浦场的功率,探究了单暗态极子峰与双暗态峰的变化规律。在此基础上,我们通过引入声光调制器(AOM)来控制反向耦合场的开闭,实现了一个多通道、高效率全光开关的控制。

关键词：单暗态双暗态多普勒频移原子-腔耦合系统全光开关