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
1 海南师范大学 物理与电子工程学院, 海口 571158
2 中国科学院空间大气国家重点实验室, 北京 100000
在建模和理论分析的基础上, 对三脉冲飞秒激光作用下核壳结构CdSe/ZnS量子点量子阱中1se1sh激子光跃迁引起的受激光子回波效应进行了深入研究.运用有效质量近似方法求解了载流子的静态薛定谔方程，得到能量本征值和对应波函数.基于光学Bloch方程，分析了受激光子回波的参量相关性.结果显示受激光子回波信号可以通过量子点量子阱结构和尺寸的改变进行有效调节.同时，在量子尺寸限制理论的基础上讨论了结构和尺寸的变化对受激光子回波信号的具体影响.
受激光子回波 核壳结构量子点量子阱 光学Bloch方程 Stimulated photon echo Core-shell quantum dot-quantum well Optical Bloch equations
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
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
Author Affiliations
Abstract
College of Physics and Electronics, Shandong Normal University, Ji'nan 250014
Propagation of a few-cycle laser pulses in a dense V-type three-level atomic medium is investigated based on full-wave Maxwell-Bloch equations by taking the near dipole-dipole (NDD) interaction into account. We find that the ratio, \gamma, of the transition dipole moments has strong influence on the time evolution and split of the pulse: when \gamma<=1, the NDD interaction delays propagation and split of the pulse, and this phenomenon is more obvious when the value of \gamma is smaller; when \gamma=2^{1/2}, the NDD interaction accelerates propagation and split of the pulse.
期量级激光脉冲 Maxwell-Bloch方程 近偶极—偶极相互作用 Lorentz 局域场修正 190.5530 Pulse propagation and temporal solitons 320.2250 Femtosecond phenomena Chinese Optics Letters
2008, 6(8): 607
用有限差分方法联立求解 Maxwell-Bloch方程时,发现2π光脉冲通过1维共振介质时的两个现象:当共振介质的偶极矩较大或共振粒子数密度较大时,2π脉冲波形会发生分裂,不再以孤子形式传播;峰面积符号相同、脉宽不同的两个2π脉冲传播时,脉宽小的脉冲将赶上脉宽大的脉冲,赶超过程中光电场大小的变化不明显,而峰面积符号相反、脉宽不同的脉冲在赶超过程中会引起光场的叠加而形成光电场峰值高、脉宽小的脉冲,因而可以通过控制两脉冲的相对脉宽或相对距离,在介质的指定位置产生高峰值的光场.
有限差分法 Maxwell 方程 Bloch方程 孤子 偶极矩
1 安徽理工大学数理系,淮南,232001
2 教育部光谱与波谱重点实验室,上海,200062
根据经典Bloch方程的解析解以及考虑辐射阻尼效应的Bloch方程的数值解,通过解析分析和数值模拟,从理论上研究了在射频场扰动下以及在辐射阻尼效应的作用下纵向弛豫对核磁共振线型的影响.结果表明:①射频场的扰动和辐射阻尼效应将导致纵向磁化与横向磁化的耦合,从而使纵向弛豫对线型产生了一定的影响.②在射频场的扰动下,峰强和线宽分别为2M0sin(θ)T1T2/(T1+T2)和(T1+T2)/(2πT1T2),即纵向弛豫将使谱线的峰强增大、线宽变窄,且影响程度随着比值T2/T1的减小而增大,峰强最大可增加1倍而线宽最多可减小1/2.③在强辐射阻尼效应的作用下,纵向弛豫会使谱线的峰强降低,降低的幅度与扳转角θ以及比值T2/T1密切相关.当θ从0到3π/4时,降低的幅度均较小,只有当θ＞3π/4时,降低的幅度才开始逐渐变大,且当θ接近π时,降低的幅度急剧增大.谱线峰强降低的幅度与T2/T1呈较严格的正比关系,即T1越接近T2,峰强下降得越显著.
核磁共振 纵向弛豫 线型 Bloch方程 射频场 辐射阻尼效应 NMR longitudinal relaxation lineshape Bloch equations RF field RD effects
