【摘 要】
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光与原子相互干涉产生的量子相干效应是光学领域的重要研究方向,其中电磁感应光透明(Electromagnetically induced transparency,简称EIT)和电磁感应光栅(Electromagnetically induced grating,简称EIG)是量子相干效应中典型的物理现象。这些现象得到了许多物理学者的关注,极具研究价值与发展潜力。在EIT效应的影响下介质对探测场的吸
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光与原子相互干涉产生的量子相干效应是光学领域的重要研究方向,其中电磁感应光透明(Electromagnetically induced transparency,简称EIT)和电磁感应光栅(Electromagnetically induced grating,简称EIG)是量子相干效应中典型的物理现象。这些现象得到了许多物理学者的关注,极具研究价值与发展潜力。在EIT效应的影响下介质对探测场的吸收系数、折射系数发生变化。我们以EIT效应为基础,用周期变化的驻波场代替行波场作用于介质,形成电磁感应光栅,探究影响探测场衍射效率的物理参量。本文采用半经典理论计算方法,在电磁感应光透明和电磁感应光栅效应理论计算的基础上,通过对光场的振幅、相位、频率、偏振按实际需求进行调节,实现一种全光栅结构,即电磁感应偏振光栅,并且实现偏振相关的多光束分裂现象。主要内容包括以下几方面:以不同能级结构原子系统中电磁感应光透明的理论研究为基础,用耦合驻波场代替行波场,使原子介质对相干光的吸收率呈现周期性变化,形成电磁感应光栅。将耦合场调为正交驻波场,在正交耦合驻波场作用下,探测场通过介质形成二维电磁感应交叉光栅,根据理论计算结果绘制电磁感应光栅相关图像,分析影响衍射效率的因素,进而优化系统衍射效率。在原子系统中研究偏振调控对电磁感应光栅效应的影响情况,通过对耦合驻波场进行灵活调控,如:使作用于介质的强耦合驻波场方向相同,空间周期不同,实现一维电磁感应偏振光栅;使耦合驻波场方向与空间周期都不相同,探测场通过介质时,形成二维电磁感应偏振光栅。通过偏振调控可以使三能级型原子系统的一级衍射效率提高至25%,也可以在空间上分离探测场的两个偏振分量,使透过介质的探测场两个偏振分量发生解耦,在远场中产生一维、二维不同角度的偏振光栅。在本文中,以电磁感应光透明效应为基础提出电磁感应偏振光栅的研究方案,通过对耦合场进行调控,使探测场的两个偏振分量发生解耦。该研究可用于偏振分束器的设计。这种偏振相关的研究方法在量子信息处理中有着重要的应用价值。
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