利用连续运转二氧化碳激光器的9R(22)输出谱线泵浦重水气体(D2 O)分子 可以产生波长为385 μm,频率为0.78 THz的连续激光辐射输出, 采用半经典理论分析方法并结合三能级系统模型可以对此激光过程进行有效的分析,通过合理近 似简化了求解过程,得到了光场中太赫兹激光信号增益系数Gs和泵浦光信号吸收系数Gp的解析表达式, 通过对求解结果的分析,计算出产生THz激光振荡的泵浦阈值条件为6.24×10－3 W/mm2。一般情况下, 在泵浦激光输出光斑面积为0.25 mm2时,要求泵浦激光谱线的输出功率达到1.6 mW以上才能形成THz激光辐射。

正负旋四频差动激光陀螺是一种除反射片外腔内无光学元件的新型四频差动陀螺,其激光工作模式为椭圆偏振本征模。为研究其工作特性,以椭圆偏振模式为本征模,从兰姆半经典自洽场理论出发,结合密度矩阵运动方程,采用三阶微扰处理方法,得出了椭圆偏振模式下的兰姆系数。分析表明,圆偏振本征模下的兰姆系数经加权后可得到椭圆偏振本征模下的兰姆系数,权重是正/负旋圆偏振模电场强度分量大小占椭圆偏振模总电场强度大小比重的平方。由此建立了正负旋四频差动激光陀螺矢量自洽方程组,初步实验验证了理论公式的有效性,可用来对正负旋四频差动激光陀螺进行理论研究。

为了准确描述激光与介质间的相互作用,提出椭圆模式下的半经典矢量理论。从自洽场方程组出发, 分析了现有圆矢量理论的局限性,以实际的椭圆偏振模为本征模,推导出椭圆矢量理论公式,并进行了分析讨论。 分析表明,椭圆矢量理论比较符合实际物理模型,物理意义明确,在椭圆度为0时演变为圆矢量理论,在半定量上和 实验结果符合。这对完善半经典理论和环形激光器研究有一定参考价值。

为了研究多模耦合效应，从兰姆半经典自洽场理论出发，采用三阶微扰方法，对J_a=1→J_b=2跃迁的四频环形激光器进行了理论推导，得出了非多普勒极限普遍情形下并含粒子数脉动效应的兰姆系数解析表达式。此结果具有一定的普适性，对定量研究多模耦合精细效应是有帮助的。

研究了在较强光低饱和限制下相干光场与N型四能级原子相互作用系统中原子的吸收性质。借助于数值计算,讨论了较强光失谐、探针光强、激发能级向低能级衰减的分配系数对原子吸收的影响。结果表明,抽运场失谐使原子吸收发生横向变化,信号场失谐使原子吸收发生纵向变化;探针光强影响非线性吸收,并通过它影响原子吸收,当探针光强远小于抽运和信号光强时,原子吸收与线性吸收一致,均表现为电磁感应透明特征,当信号光强增大,非线性吸收产生了增益,原子吸收也由透明变为增益;激发能级同时向两个低能级衰减,当对应探针光的原子衰减通道的衰减分配系数趋近零时,原子吸收随该系数变化非常强烈,当该分配系数等于零时,其增益在探针场共振处趋于无穷大。

在激光汇聚原子束沉积纳米光栅的研究中,半经典理论是一种简单而有效的方法.利用半经典理论模型,对Cr原子在高斯型激光驻波场中的汇聚沉积进行了模拟分析和研究.通过龙格-库塔法数值模拟出在不同失谐量△、激光功率P、Cr原子束的横向纵向速度、基片摆放位置Zf和高斯光束束腰ω0条件下,Cr原子沉积光栅结构的变化,根据所得各光栅图形参数,分析了不同因素对0原子沉积的影响.

本文用半经典理论给出了复合双外腔半导体激光器的量子噪声谱.

本文采用半经典理论分析稀土掺杂光纤中光与介质的相互作用机理,讨论了增益、饱和、光纤归一化频率、泵功率、信号功率及掺杂粒子数浓度等各参数之间的关系.计算与实验结果相符,可用这个理论设计所需特性的光纤放大器或对光纤放大器作进一步的改进.