1 佛山科学技术学院 理学院 光电子与物理学系， 广东 佛山 528000，
2 中山大学 光电材料与技术国家重点实验室，广州 510275
3 佛山科学技术学院 理学院 光电子与物理学系， 广东 佛山 528000
采用光与物质相互作用的半经典理论，建立了稠密二能级体系中含啁啾相位项的光学Bloch方程，并用高准确度、快速和可靠的四阶龙格库塔法数值求解了该方程.通过数值计算，研究了啁啾超短激光脉冲与稠密共振二能级体系作用下的特性，得到了局域场和啁啾参量对Bloch矢量影响的规律.研究结果表明：局域场修正系数和啁啾参量对Bloch矢量的瞬态相干过程和稳态特性都会产生明显的调制作用，可以通过调节线性啁啾参量和局域场修正系数实现稳定的粒子数布居反转的调控.
啁啾超短激光脉冲 稠密共振介质 光学Bloch方程 局域场效应 Chirped ultrashort pulse Dense and resonant medium Optical Bloch equations Localfield effects
中山大学 光电材料与技术国家重点实验室, 广州 510275
为研究存在由近偶极-偶极相互作用诱导的局域场效应时超短强激光脉冲与稠密共振介质相互作用的特性,采用光与物质相互作用的半经典理论, 建立了稠密二能级体系中考虑原子间近偶极-偶极相互作用的修正光学Bloch方程, 并用四阶Runge-Kutta法数值求解了该方程。研究结果表明:局域场效应对稠密二能级体系中Bloch矢量的瞬态相干过程和稳态性质都具有强烈的调制作用。并由此提出了调控稳态粒子数布居的两种方案。
激光物理 光学Bloch方程 稠密共振体系 近偶极-偶极相互作用 局域场效应 laser physics optical Bloch equations dense and resonant medium near-dipole-dipole interactions local-field effects
中山大学 光电材料与技术国家重点实验室， 广东 广州 510275
通过数值求解非线性薛定谔方程，研究了三阶色散效应对基孤子脉冲在单模光纤中传输的影响。结果表明，在三阶色散作用下，基孤子脉冲在传输过程中被展宽，峰值能量逐渐减小，脉冲形状发生畸变，脉冲的中心偏向一侧，并形成非对称的拖尾振荡结构；当与二阶色散共同作用时，三阶色散引起的脉冲振荡会变缓。考虑非线性效应后，在一定程度上补偿了由于色散效应导致的峰值功率的减小，同时抑制了非对称拖尾结构的产生。
光纤光学 基孤子脉冲 三阶色散 非线性效应 fiber optics fundamental soliton pulse third-order dispersion nonlinear effect
1 中山大学 光电材料与技术国家重点实验室，广州 510275
2 佛山科学技术学院 光电子与物理学系，广东 佛山 528000
研究了啁啾超短激光脉冲与二能级体系近共振作用下的特性.采用光与物质相互作用的半经典理论，建立了含啁啾相位项的修正光学Bloch方程，并用高准确度、快速和可靠的四阶龙格-库塔法数值求解了该方程.通过数值计算，得到啁啾符号和啁啾量与Bloch矢量的关系，以及共振失谐量符号和啁啾符号对Bloch矢量性质影响的规律.结果表明，啁啾的符号和大小对Bloch矢量的瞬态相干过程和稳态特性都会产生明显的调制作用，由此可以通过调节激光脉冲的啁啾特性来实现对二能级体系性质的调控.
激光物理 啁啾超短激光脉冲 二能级体系 光学Bloch方程 Laser physics Chirped ultra-short pulse Two-level atom system Optical Bloch equations
中山大学光电材料与技术国家重点实验室,广东 广州 510275
光码分多址(+OCDMA)系统的误码率是评价系统性能的重要指标,由于色散和非线性效应会导致超短光脉冲在光纤传输过程中脉宽的展宽,进而影响OCDMA 系统的误码率。在基于理想情况的OCDMA 系统误码率定义的基础上,研究了三阶色散和三阶非线性效应对系统误码率的影响,进一步分析了有硬限幅器和二维OCDMA 系统的误码率。结果表明,三阶色散和三阶非线性效应都会导致OCDMA 系统误码率的增大,但三阶非线性效应对系统性能影响没有三阶色散效应明显；在系统参数相同基础上,接收端引入光硬限幅器和系统采用二维编码均可优化系统性能。
光通信 光码分多址 三阶色散 误码率 激光与光电子学进展
2010, 47(5): 050602
中山大学 光电材料与技术国家重点实验室,广州 510275
用建立的“预报校正-四阶龙格库塔” 数值算法研究了非均匀展宽二能级体系中超短激光脉冲的传播特性.计算结果表明,非均匀展宽线型的线宽对光脉冲传播会产生调制作用.当线宽大于脉冲的频谱宽度时,脉冲面积演化与面积定理相符且脉冲传播平稳;但随着线宽的减小,脉冲面积演化会越来越偏离面积定理,脉冲传播不再平稳并出现“拖尾”振荡.脉冲主峰的峰值和脉冲的传播速度也受到线宽的影响.
量子光学 Maxwell-Bloch方程 非均匀展宽二能级体系 面积定理 超短激光脉冲的传播 Quantum optics Maxwell-Bloch equations Inhomogeneous broadening two-level system Area theorem Propagation of ultra-short pulse
1 中山大学 光电材料与技术国家重点实验室，广州 510275
2 中山大学 光电材料与技术国家重点实验室，广州 510275
建立了高准确度快速求解均匀展宽二能级体系光学Maxwell-Bloch耦合方程的数值算法.通过与特定条件得到的解析解的比较，验证了算法所具有的高收敛性和稳定性，并可保持算法的误差阶数，因此算法是可靠并实用的.应用该算法数值求解了一般条件下的MB方程，并由计算结果分析了失谐量、弛豫时间、初始光强对光脉冲在介质中的传播及对Bloch矢量演化的影响.所建立的数值算法对MB方程以及修正的这类偏微分方程组具有普适性.
量子光学 光与物质相互作用 光学Maxwell-Bloch方程 偏微分方程数值解法 超短激光脉冲的传播 Quantum optics Light-matter interaction Optical Maxwell-Bloch equations Numerical method to partial-differential equations Propagation of ultra-short pulse
中山大学 光电材料与技术国家重点实验室，广州 510275
用数值计算方法研究了均匀展宽二能级体系在激光超短脉冲作用下介质参量、入射脉冲面积、弛豫时间和频率失谐量对光脉冲面积演化的影响.计算结果表明，脉冲面积会在最接近输入脉冲面积2π偶数倍的值上振荡，并经过一定的传播距离后，台阶式跳跃到下一个偶数倍2π的值上振荡.
量子光学 光与物质相互作用 Maxwell-Bloch方程 均匀展宽介质 面积定理 Quantum optical Light-matter interaction Maxwell-Bloch equations Homogeneously broadened medium Area theorem
1 中山大学 光电材料与技术国家重点实验室,广州 510275
2 中山大学 光电材料与技术国家重点实验室,广州 510275
用光与物质相互作用的半经典理论研究了超短激光脉冲与构成双量子比特的二体二能级体系的相互作用,对由不同的激发方式引起的独立双路(Independent Double Path-Ways,IDPW)和相干双路径(Coherent Double Path-Ways,CDPW)进行对比.研究结果表明,与单量子比特相比,双量子比特在超短激光脉冲的作用下,表现出更加丰富的相干性.这种相干特性与体系初态、失谐量和激发的路径都有关.同时,可以利用超短激光脉冲对双量子比特的相干激发,通过调节光脉冲面积来实现量子态的操控.
二体二能级体系 双量子比特 超短激光脉冲 量子态的操控 Two two-level system Two-qubit Ultra-short pulse Quantum state control
中山大学 光电材料与技术国家重点实验室,广州 510275
为了研究5阶非线性效应对光脉冲在光纤中传输的影响,采用分步傅里叶算法数值求解了含5阶非线性项的扩展非线性薛定谔方程,并进行了理论分析和数值模拟。计算结果显示,负的5阶非线性效应使光脉冲峰值减小,脉冲展宽,正的5阶非线性效应使峰值增大,脉冲被压缩。较小的5阶非线性效应产生较小的调制不稳定性,因而光脉冲能保持基本的形状,忽略光纤的损耗时,光脉冲保持绝热传输。对正的5阶非线性效应,适当小的损耗可以减缓调制是不稳定性。结果表明,在5阶非线性系数固定的情况下,初始入射脉冲的峰值会显著地增加5阶非线性项的贡献。
光纤光学 扩展非线性薛定谔方程 5阶非线性 分步傅里叶算法 fiber optics extended nonlinear Schrdinger equation quintic nonlinearity split-step Fourier transformed
