本论文主要研究存在量子干涉效应的四能级系统中弱探测场依赖于相位的增益吸收特性，共分为两个部分： 第一部分：具有闭合环的四能级系统中依赖于相位的双窗口电磁感应光透明　 我们提出了一个新的实现双窗口电磁感应光透明的理论模型—具有闭合环的四能级原子系统，如图 １ 所示。两个强耦合场?1、?2分别作用　 　 图 １．　具有闭合环的四能级结构图　<WP=78>在跃迁|1>|3 >和| 2 >|3>希⒉ǔ?m将两个中间能级|1>和| 2 >相干耦合起来。在微波场?m 以及两个强耦合场?1和?2的作用下上能级|3 >以及两个中间能级|1> 和| 2 >形成闭合系统。弱探测场 ?p 探测闭合环外能级|3>和| 4 >间的跃迁。如图 ２ 所示，该系统中闭合环相对相位差Φ 对弱探测场吸收特性有着显著的影响：在三个外加场 Ｒａｂｉ 频率相同　 　 图 ２．以探测场失谐δ 和闭合环相对位相Φ为自变量的探测场吸收系数　 p ?1 = ?2 = ?m =10 ，? p = 0.1，γ = γ31 =γ =1，γ 34 32 24=γ21 = γ14 = 0　?1 = ?2 = ?m 和全共振条件δ1 = δ2 = δm 下，Φ 不仅能改变透明窗口的个数，还能调整不同透明窗口的频率间隔；Φ =0和Φ = π 是两个特殊的相位， 2在　Φ =0时双窗口透明退化为单窗口透明，而在Φ = π 时双窗口具有完 2全相同的频率间隔。对于Φ =0和Φ = π 这两种特殊的情况，我们详细分 2析了外加相干场 Ｒａｂｉ 频率对探测场吸收特性的影响。当Φ = π 时，三个 2相干场Ｒａｂｉ频率对双窗口电磁感应光透明的作用大致相同，但是当Φ =0<WP=79>时情况却大不相同。总之，通过改变闭合环相对相位差Φ和外加相干场Ｒａｂｉ 频率，我们观测到了具有不同频率间隔的双窗口电磁感应光透明。　 Λ 　 图 ３．　四能级原子结构图　第二部分：具有闭合环的四能级系统的增益特性　在实现双窗口电磁感应光透明的基础上加一非相干泵浦（如图 ３ 所示），通过调节非相干泵浦的大小可以观测到两种不同的物理现象—对称　图 ４．　对不同非相干泵浦Λ增益系数Im(χ)与探测场失谐δp的关系　 ?1 = ?2 = ?m = 10 ，虚线Λ = 2 ，点线 Λ = 10 ，实线Λ = 24 　<WP=80>光放大以及增益平坦化。如图 ４ 虚线所示，当非相干泵浦较小即Λ = 0.2? = 2 时，可以观测到具有三个较大增益峰值的对称光放大，其峰值频率间隔与外加相干场 Ｒａｂｉ 频率成正比。继续增大非相干泵浦（图 ４点线），仍然可以观测到对称光放大，然而增益峰开始下降，并且伴随着增益峰中间区域增益曲线的上升。当非相干泵浦增加至Λ = 2.4? = 24时，由图 ４ 实线可知三个增益峰简并为一个。此时我们可以在较大频率范围内观测到增益平坦化，然而该现象在增益中心有一个很小的增益峰。众所周知在光通讯中增益要求完全平坦化，因此我们需要设法去掉增益中心的小增益峰。经过理论计算我们发现改变相干场的强度并适当调节非　 　 图 ５．　探测场增益系数Im(χ)与探测场失谐δp的关系　 实线?m =?2 =10, ?1 =15, Λ =36，虚线?1 =?2 =10, ?m =7.5, Λ =29相干泵浦可以实现这一目的。如图 ５ 所示，实线表示减小微波场强度时得到的增益平坦化，虚线表示增加耦合场强度时得到的增益平坦化。比较两条曲线可知，随着相干 Ｒａｂｉ 频率的增加，增益平坦化的频率区域也在增加，然而这一现象伴随着平坦化的增益幅值的降低。总之，在具有闭合环的四能级系统中改变非相干泵浦的大小，可以实现两种不同的物<WP=81>理现象：具有三个增益峰的对称光放大以及在其基础上实现的增益平坦化。当相干 Ｒａｂｉ 频率固定时，如果想得到较理想的对称光放大（增益平坦化），那么需要在探测场跃迁上加一较小（大）的非相干泵浦。