1 通化师范学院 物理学院，吉林 通化 134002
2 吉林大学 数学学院，吉林 长春 130000
在铷原子蒸汽中，同时引入一束强相干光和两束耦合光共同作用在一个多普勒加宽的四能级N模型原子系统中。在原子系统中通过耦合场的引入以及耦合场强度的调节，观察量子光学现象。首先，由原子模型出发，由哈密顿量方程求得密度矩阵，再经由拉氏变换法求解，得出弱探测光的吸收光谱表达式。在光路设计中，采用耦合光与探测光同向，与饱和光反向传播，通过光场参数的调节，可以观察到六个相干光学烧孔和一个电磁感应光透明窗口。同时，采用了两束耦合光分别和探测光反向、同向传播，饱和光与探测光反向传播。此时在吸收光谱中，将同时出现电磁感应光透明和电磁诱导吸收两种现象。进而，在原子系统中，采用光路的不同搭配，在吸收光谱中可以观测到吸收增强或减弱情况的出现，包括形成烧孔的位置和个数的变化；通过驱动场激发原子的相干跃迁，使得在吸收谱线中同时出现电磁诱导透明和电磁诱导吸收两种吸收特性，并通过光场的调节，数据模拟的比较，分析两种量子相干效应的产生和转换，进行深入研究，并得出结论，这些结果对于现在热门的光学量子存储将有较好的理论指导。
电磁感应光透明 相干光学烧孔 电磁诱导吸收 electromagnetic induced transparency coherent optical hole-burning electromagnetically induced absorption 红外与激光工程
2020, 49(9): 20190528
量子光学与光量子器件国家重点实验室,山西大学光电研究所,山西 太原 030006
本文在87Rb热原子系综中基于电磁感应透明进行了光存储的实验研究。在原子气室温度65 ℃,单光子失谐650 MHz时,测量了双光子共振和失谐0.48 MHz两种情况下,恢复信号随存储时间的变化。结果表明:在双光子共振的情况下,随着存储时间的增加,恢复信号的幅度降低,其形状基本保持不变。而在双光子失谐0.48 MHz时,存储信号随存储时间的增加出现周期性形变,周期为2 μs。该实验为连续变量在热原子系综中的存储提供了实验基础。
电磁感应光透明 双光子失谐 存储时间 恢复效率 electromagnetically induced transparency two-photon detuning storage time retrieval efficiency
1 枣庄学院 光电工程学院, 山东 枣庄 277160
2 枣庄学院 机电工程学院, 山东 枣庄 277160
对在掺杂稀土离子晶体中实现电磁感应光透明进行了实验研究。首先, 以Er3+∶YAG晶体为样品, 用旋转波近似下的密度矩阵方程理论计算了探测场的吸收特性随Er3+离子浓度的变化规律, 结果表明: 在探测场失谐Δp=0时, 形成了一个对于探测光透明的窗口, 从而在理论上论证了在掺杂稀土离子晶体中实现电磁感应光透明效应的可行性。设计了一个以Pr3+∶Y2SiO5晶体为样品的实验激发方案, 吸收光谱显示, 当温度为6 K时其在共振吸收峰处可形成一个完全透明的窗口, 实现了在掺杂离子晶体中的电磁感应光透明。实验还分析了工作温度、耦合场失谐对探测光透过率的影响, 结果显示: 当样品温度上升到15 K时, 透明窗口消失; 耦合场的失谐量越大, 透射率越小。
电磁感应光透明 晶体 掺杂 稀土离子 Electromagnetically Induced Transparency(EIT) crystal doping rare-earth ion
1 吉林大学 物理学院，吉林 长春 130012
2 长春理工大学 光电信息学院，吉林 长春 130012
为了提高光信息处理元件的性能，实现高效率光信号的静止与存储，本文建立了由双向耦合场耦合的冷铷(87Rb)原子的四能级双Λ型能级机制，并对此机制在生成静态光信号时要求的高效性、持续时间，控制耦合场所需的操作条件以及对信号场强度的相位调制等进行了研究。首先，选取四能级双Λ型87Rb冷原子精细能级，用一对反向传播的行波激光场对能级进行近共振耦合，并沿耦合场方向输入一个正向弱光信号进行探测。接着，通过适当的绝热开启、关闭耦合场，存储光信号和生成高保真度静态光信号。然后，通过选取87Rb原子的不同精细能级结构，得出实现静态光所需满足的必要条件。最后，采用相位调制法对光信号进行处理。结果表明：生成的静态光信号具有高效性，过程持续时间约为80 μs；相位调制法可以周期调节静态光脉冲的强度。在此机制下生成的静态光信号满足高效性、易于全光调节和长时效性等要求。
电磁感应光透明 87Rb原子 四能级系统 静态光脉冲 动态光存储 Electromagnetically Induced Transparency(EIT) 87Rb atom four-level system Stationary Pulse Lights(SPLs) dynamic light storage
原子相干效应是光与物质相互作用的结果,它导致了一系列重要的物理现象。目前原子相干的实验研究工作主要在原子气体中开展,而与之相比固体材料中的相关实验研究具有更实际的应用前景。本文系统介绍了近年来固体材料中原子相干效应的研究进展,主要涉及电磁感应光透明、光速减慢与相干存储、存储光信息的可控制擦除、基于光存储的全光路由、双光脉冲的速度减慢和可逆存储和基于原子相干的增强四波混频等基本内容,最后还讨论了其在相关领域的应用。
原子相干 固体材料 电磁感应光透明 光信息 相干控制 atomic coherence solid-state materials Electromagnetically Induced Transparency(EIT) optical information coherent control
1 烟台大学光电信息科学技术学院物理系, 烟台 264005
2 吉林大学物理学院, 长春 130023
利用光与物质相互作用的密度矩阵方程及其数值解研究了Eu3+∶Y2SiO5晶体中一种Λ型的电磁感应透明(EIT)和群速度减慢(SGV),得到了探测场的透射率随着探测场的失谐与耦合场的拉比频率的变化关系。分析了自旋子能级非均匀线宽及光学跃迁非均匀线宽对电磁感应透明和群速度减慢的影响,这两个线宽的增加不同程度地抑制了电磁感应透明。根据浓度与非均匀线宽的关系发现中心透射率不是随着浓度的增加而单调变化,而是存在一个最佳浓度使电磁感应透明的效果更加明显。分析表明对某一耦合场强,光群速度存在一极小值。
量子光学 量子相干效应 电磁感应光透明 群速度减慢 密度矩阵方程
研究了相干场控制下的电磁感应双光子光透明。讨论了外加相干场对双光子吸收特性的影响, 分析了电磁感应双光子光透明及共振吸收增强的物理机制。应用密度矩阵方法推导出相干场作用下双光子吸收上能级粒子数的二阶近似表达式, 同时利用微扰法在原子缀饰态表象中推导出双光子跃迁速率的解析表达式。并讨论了系统中多普勒效应的影响。
双光子 电磁感应光透明 密度矩阵 缀饰态
