【摘 要】
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通过研究,人们发现了许多新奇有趣的原子相干效应。其中电磁感应透明（Electromagnetically Induced Transparency,EIT）的发现极大地促进了量子科学研究与技术的发展。EIT效应具有弱吸收、强色散的特性,与非线性光学介质相结合时,可有效增强介质的非线性效应。EIT效应的提出为研究光与原子相互作用开辟了新的道路。本文主要研究了一种N型四能级原子结构中的近共振增益光栅效
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通过研究,人们发现了许多新奇有趣的原子相干效应。其中电磁感应透明（Electromagnetically Induced Transparency,EIT）的发现极大地促进了量子科学研究与技术的发展。EIT效应具有弱吸收、强色散的特性,与非线性光学介质相结合时,可有效增强介质的非线性效应。EIT效应的提出为研究光与原子相互作用开辟了新的道路。本文主要研究了一种N型四能级原子结构中的近共振增益光栅效应（Nearly Resonant Gain Grating,NRGG）,获得了具有高增益、强衍射能力和阈值可控的光栅。该效应对于实现全光器件的设计和调控有着重要的研究和应用价值。本文的研究内容主要包含以下三点:1.介绍了介质中的波动方程和极化率,推导了介质极化率的实部与虚部以及解释了实部与虚部对应的物理意义。2.在Λ型三能级冷原子系统中理论研究了电磁感应振幅光栅,并分别在N型和三脚架型四能级冷原子系统中讨论了电磁感应相位光栅效应。研究表明,N型和三脚架型电磁感应相位光栅在相位调制的作用下,零阶衍射场的能量被分散到了高阶方向,从而提高了高阶衍射效率。3.介绍了N型四能级冷原子系统中近共振增益光栅效应。结果表明,在只有振幅调制的情况下,增益场能够将探测场的能量放大将近4倍,而这些能量主要分布在零阶衍射方向。加入相位调制后,耦合场对衍射场的分布起着重要作用,将更多的能量转移到了高阶衍射方向。所以,得到了高增益、强衍射能力和阈值可控的光栅,该光栅在全光开关、全光逻辑门和全光调制等应用中将会发挥更大的作用。
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