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1、陕西师范大学硕士学位论文非线性光学条件下的量子干涉效应研究姓名：钮月萍申请学位级别：硕士专业：光学指导教师：李永放2003.5.1非线性光学与薰子干涉效应研究锾月萍摘要：鑫从激光发强戳采，光与物质静榴互作臻弓 起了入 i 、j 酌广泛关注。大量的理论和实验研究都是围绕量子干涉展开的，比如：电磁感应透观、天反转激光、绝热枣属转移、双必予吸 | 叟豹增强帮减弱、共振提离介矮静攒射搴等等。菲线性光学现象作为获得原子或分子微观性质信息的踅要手段，发展十分迅速。网时，利熙非线性匙学效痰霹以铡佟多融器件。瘘波混频狂双光予吸收作为重要靛三阶非线性效应献7 0 年代以来就被广泛研究。但是，对于电磁感应透明与四
2、波混频之间檩亘关系的职究才是墩邋瓤兴鸵课题。嗣样，在原予或分子中实瑗双光子吸收也是长期以来人们颇为关注的同越。， 本文的理论模型为双光子探测的A 型三能缀系统，由基态 C 、低激发态lb ， 毽和商激发态l 口 组成。la 、Ib 之间由驱动场( - 0 ，耦合；l d 、 C 之间是双光子搽测场2 c o 。显然，簇会场帮双毙予探测场浆混频必然会在 b 帮fC 之阏产生相干辐射鼢龋波灌额搦国，。本文着鞭予该能缀中奄磁感应遴明与西波混频场之闻的相互作用。两者的相互作用导致了一系列与普通的A 型三能级系统不同的现象出现：1 ) 由于西波淹频场的存在，当搽测场不太强时，获振甘于上能级布居了较多的越
3、子数露没蠢蹬现魄磁感应透明，奄屠线型爨现奉砖豁。本文熬理论诗箨结采与文献f 7 】的实验现象吻合的很好。由此说明，实验中出现的电磁感应透明线型的不对称：簿非偶然理象，藤是出于鄹波瀑频场的毒在恧导致的必然结采：2 ) 电磁感应透明间时也对四波混频场有影响。当搽测场强度合适时，| b ，l c 之瓣潞凝了花反转增懿。选取茭它不黼靛参数，可戬符到同样的结采：只要增箍出现，l b ，l c 间必然是无反转增益；3 ) 不管耦合场_ 摹f l 探测场强弱与否，在共缀位置附避隆 态上惑有粒子布精，不出现透瞒情况。西波滟频场强比较强的谶方，I b ，能级上的粒子布居也比较多；中闻能级歉孑农爨懿线型与耀波混频
4、场强度黪线型紧密楣连；4 ) 增大探测场强度，如在Q 。= 1 O 时，l a 上粒子布居在不同的失谐位爨出现了多个凹隧，产生了多个超窄电磁感应透明点；此时粒子被撼获在能级瞄，和I C Z 。当选取不同的参数时，可以看到上能级极为复杂的粒予布居情况。5 ) 耦合场与探测场的不同传输方式对电磁感应透明的实现也有一定的影响， 耀者曩良传羧更容易实现电磁戆痘逶羁，7 i -本文的实验部分首次得到了有关分子中双光予吸收干涉增强的结果。由轨道塞旋藕合形成豹徽抗叠翻麓级| 2 和| 3 睾为中间能级，使得镳分子菱形西能级系统中的双光子吸收出现了干涉增强。 ) 藕合场失谴程两镦撬爨热爱缀瓣中闽短饕嚣幸其舂最
5、强戆蔽技镲号。 嚣对于没有中间耦合能级的梯型三能级系统，共振时双光子吸收最弱：2 ) 当失谐超过多普勒宽度时，吸收仍然存在。关键调：电磁感应逶玛四波混频，粒子东鼹，缀馋态，镗溉爨烟能缀+ 双 光子设收，量子干涉S t u d yo nt h ei n t e r a c t i o nb e t w e e nq u a n t u mi n t e r f e r e n c ea n dn o n l i n e a re f f e c t sY u e p i n gN i uA b s t r a c t ：S i n c et h ei n v e n t i o no fl a
6、s e r , t h ei n t e r a c t i o no fl i g h ta n dm e d i u mh a sa t t r a c t e de x t e n s i v ea t t e n t i o n Q u a n t u mi n t e r f e r e n c eh a sr e c e i v e dc o n s i d e r a b l et h e o r e t i c a la n de x p e r i m e n t a li n v e s t i g a t i o nr e c e n t l y s u c ha se
7、l e c t r o m a g n e t i c a l l yi n d u c e dt r a n s p a r e n c y , l a s i n gw i t h o u ti n v e r s i o n ，c o h e r e n ta d i a b a t i cp o p u l a t i o nt r a n s f e r ,i n t e r f e r e n c ee n h a n c e m e n to rc a n c e l l a t i o no ft w o p h o t o na b s o r p t i o na n dr
8、 e s o n a n te n h a n c e m e n to fr e f r a c t i v ei n d e x N o n l i n e a ro p t i c a lp r o c e s s e sp l a yav e r yi m p o r t a n tr o l eo nm i c r o s t r u c t u r a lc h a r a c t e r so fa t o mo rm o l e c u l a r M e a n w h i l e ，t h e yh a v ep o t e n t i a la p p l i c a t
9、 i o n ss u c ha sm a k i n ga l l o p t i c a ls w i t c h e s F o u r - w a v em i x i n ga n dt w o p h o t o na b s o r p t i o nr e l a t e dt ot h et h i r dn o n l i n e a re f f e c th a sb e e ns t u d i e df o ral o n gt i m ew h i l et h ei n t e r a c t i o nb e t w e e nt h ee l e c t r
10、 o m a g n e t i c a l l yi n d u c e dt r a n s p a r e n c ya n df o u r w a v em i x i n gi st h es u b j e c to ft h ep r e s e n tr e v i e w O fc o u r s e ，t w o p h o t o na b s o r p t i o no fa t o mo rm o l e c u l a ri sa l s ot h ef o c u so fr e c e n ts t u d y I nt h i sl e t t e r ,
11、 a na t o m i cs y s t e mc o n s i s t so fg r o u n ds t a t elc ，l o w e re x c i t a t i o ns t a t eb a n du p p e re x c i t a t i o ns t a t ela w h i c hb a s e do nt h e5 S l ，2 5 只，2 5 D 5 ，2s c h e m ew i t h i nr u b i d i u mi sc o n s i d e r e d As t r o n gc o u p l i n gf i e l dh a
12、 ) Jw i t hR a bf r e q u e n c yQ “i n t e r a c t sw i t hs t a t eIb a n dIa ( 5 B ，2 5 D 5 ，2 ) ，t w o p h o t o np r o b ef i e l dh a ) ，w i t hR a b if r e q u e n c yQ Pc o u p l e st r a n s i t i o nIC la ( 5 S 一5 D 5 ，2 )O b v i o u s l y , c o h e r e n tr a d i a t i o nf i e l d qw i t
13、 hR a b if r e q u e n c yQ ，i sc e r t a i nt og e n e r a t ea n dc o u p l e st r a n s i t i o nib - IC ( 5 S 一5 只，2 ) T h ee n e r g yo fe a c hl e v e li s 。， 甜 ，a n d 脚。r e s p e c t i v e l yT h i sl e t t e re m p h a s i z e st ot h ei n t e r a c t i o no fe l e c t r o m a g n e t i c a
14、l l yi n d u c e dt r a n s p a r e n c ya n df o u r w a v em i x i n g ，w h i c hc a u s e sc o n s i d e r a b l en e wp h e n o m e n au n l i k et h eo r d i n a r yA t y p e ：1 ) I no u rm o d e l ，E I Ta f f e c t sf o u r - w a v em i x i n gd i r e c t l y A d j u s tt h ei n t e n s i t yo
15、 fp r o b ef i e l dp r o p e r l y , a n dg a i nw i t h o u ti n v e r s i o nw i l lO c c u rb e t w e e nl e v e lb a n d c S e l e c to t h e rp a r a m e t e r s ，a n do n c ea b s o r p t i o ni sn e g a t i v e ，g a i nb e t w e e n畛a n dl c m u s tb ei n v e r s i o n l e s s 2 ) B e c a u
16、s eo ft h ee x i s t e n c eo ff b u r - w a v em i x i n g ，t h eu p p e rl e v e lo b t a i n sm o r ep o p u l a t i o no nr e s o n a n c ew h e nt h ep r o b ef i e l di sc o m p a r a t i v e l yw e a k A tt h es a m et i m e ，H ep o p u l a t i o np o r f i l eb e c o m e sa s y m m e t r i ca si st h er e s u l to fr e f e r e n c ep a p e r 3 9 T h e r e f o r e ，t h eo
