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原子系统中远失谐脉冲光束对的群速度操控

姜其畅 刘超 刘晋宏 张俊香

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原子系统中远失谐脉冲光束对的群速度操控

姜其畅, 刘超, 刘晋宏, 张俊香

Group velocity manipulation of far off-resonant pulse-pair in atomic system

Jiang Qi-Chang, Liu Chao, Liu Jin-Hong, Zhang Jun-Xiang
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  • 基于远失谐的四波混频过程, 在实验上得到了放大的探针光脉冲和产生的共轭光脉冲的同时慢光传输, 并通过改变抽运光和探针光之间的双光子失谐实现了群速度的同时操控. 首先在连续光模式下, 研究了入射探针光和新产生共轭光的增益与单光子失谐之间的变化关系. 随着单光子失谐在一定范围内加大, 探针光和共轭光的增益均表现出先增加后减小的变化趋势. 在具有增益特性的基础上, 分别采用6 μs和365 ns探针光脉冲, 研究了慢光的延迟时间和双光子失谐的关系. 对6 μs的探针光, 得到探针和共轭光脉冲的最大延迟分别为2.1 μs 和1.9 μs, 对应的群速度分别约为0.000119 c和0.000132 c, 相应延迟比分别为0.35和0.32. 对365 ns探针光, 探针和共轭光脉冲的最大延迟分别为756 ns和670 ns, 对应的群速度分别约为0.00033 c和0.00037 c, 相应延迟比提高到2.07和1.83.
    Based on the far off-resonant four-wave mixing process, the slow light propagations of the amplified probe and generated conjugate pulses are obtained experimentally. Simultaneous manipulations of group velocity are realized by changing the two-photon detuning between the pump light and the probe light. The dependences of gains of the injected probe and generated conjugate light on the one-photon detuning for continuous wave mode are studied at different cesium vapor temperatures and pump light powers. It is shown that the maximum of gains occurs at the proper Raman one-photon detuning. The dependence of delay time on the two-photon detuning is measured using the 6 μs and 365 ns probe pulses, respectively. For the 6 μs input probe pulse, the maximum delay times of the probe and the conjugate pulses are 2.1 μs and 1.9 μs with the fractional delays of 0.35 and 0.32, respectively, corresponding to 0.000119 c and 0.000132 c group velocity. The high fractional delays of 2.07 and 1.83 with the maximum delay times of 756 ns and 670 ns for the 365 ns input pulse are obtained.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11274210, 61108003)、高等学校博士学科点专项科研基金(批准号: 20131401110013)和国家自然科学基金创新研究群体科学基金(批准号: 61121064)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 11274210, 61108003), the Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education of China (Grant No. 20131401110013), and the Science Fund for Creative Research Groups of the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 61121064).
    [1]

    Hau L V, Harris S E, Dutton Z, Behroozi C H 1999 Nature 397 594

    [2]

    Fleischhauer M, Imamoglu A, Marangos J P 2005 Rev. Mod. Phys. 77 633

    [3]

    Novikova I, Walsworth R L, Xiao Y H 2012 Laser Photonics Rev. 6 333

    [4]

    Meng D D, Liu X D, Zhang S L 2011 Acta Phys. Sin. 60 020305 (in Chinese) [孟冬冬, 刘晓东, 张森林 2011 物理学报 60 020305]

    [5]

    Bigelow M S, Lepeshkin N N, Boyd R W 2003 Phys. Rev. Lett. 90 113903

    [6]

    Bigelow M S, Lepeshkin N N, Boyd R W 2003 Nature 301 200

    [7]

    Thevenaz L 2008 Nature Photonics 2 474

    [8]

    Zhang Z Y, Shi S H, Liang R, Zhou X J 2010 Acta Phys. Sin. 59 4694 (in Chinese) [张旨遥, 石胜辉, 梁锐, 周晓军 2010 物理学报 59 4694]

    [9]

    Chu S, Wong S 1982 Phys. Rev. Lett. 48 738

    [10]

    Akulshin A M, Cimmino A, Sidorov A I, Hannaford P, Opat G I 2003 Phys. Rev. A 67 011801

    [11]

    Kim K, Moon H S, Lee C, Kim S K, Kim J B 2003 Phys. Rev. A 68 013810

    [12]

    Wang L J, Kuzmich A, Dogariu A 2000 Nature 406 277

    [13]

    Stenner M D, Gauthier D J, Neifeld M A 2003 Nature 425 695

    [14]

    Jasperse M, Turner L D, Scholten R E 2011 Opt. Express 19 3765

    [15]

    Guo M J, Zhou H T, Wang D, Gao J R, Zhang J X, et al 2014 Phys. Rev. A 89 033813

    [16]

    Boyer V, McCormick C F, Arimondo E, Lett P D 2007 Phys. Rev. Lett. 99 143601

    [17]

    Boyd R W 2011 J. Opt. Soc. Am. B 28 A38

    [18]

    Glasser R T, Vogl U, Lett P D 2012 Phys. Rev. Lett. 108 173902

    [19]

    Pati G S, Salit M, Salit K, Shahriar M S 2009 Opt. Express 17 8775

    [20]

    Fan Y F, Wang H H, Wei X G, Li A J, Kang Z H 2012 Phys. Lett. A 376 785

    [21]

    Chen Z J, Luo B, Liu Y, Guo H 2013 Opt. Commun. 309 187

    [22]

    Ding D S, Zhou Z Y, Shi B S 2013 Chin. Phys. B 22 114203

    [23]

    Pooser R C, Marino A M, Boyer V, Jones K M, Lett P D 2009 Opt. Express 17 16722

    [24]

    Boyd R W, Gauthier D J, Gaeta A L, Willner A E 2005 Phys. Rev. A 71 023801

    [25]

    Ishikura N, Baba T, Kuramochi E, Notomi M 2011 Opt. Express 19 24102

  • [1]

    Hau L V, Harris S E, Dutton Z, Behroozi C H 1999 Nature 397 594

    [2]

    Fleischhauer M, Imamoglu A, Marangos J P 2005 Rev. Mod. Phys. 77 633

    [3]

    Novikova I, Walsworth R L, Xiao Y H 2012 Laser Photonics Rev. 6 333

    [4]

    Meng D D, Liu X D, Zhang S L 2011 Acta Phys. Sin. 60 020305 (in Chinese) [孟冬冬, 刘晓东, 张森林 2011 物理学报 60 020305]

    [5]

    Bigelow M S, Lepeshkin N N, Boyd R W 2003 Phys. Rev. Lett. 90 113903

    [6]

    Bigelow M S, Lepeshkin N N, Boyd R W 2003 Nature 301 200

    [7]

    Thevenaz L 2008 Nature Photonics 2 474

    [8]

    Zhang Z Y, Shi S H, Liang R, Zhou X J 2010 Acta Phys. Sin. 59 4694 (in Chinese) [张旨遥, 石胜辉, 梁锐, 周晓军 2010 物理学报 59 4694]

    [9]

    Chu S, Wong S 1982 Phys. Rev. Lett. 48 738

    [10]

    Akulshin A M, Cimmino A, Sidorov A I, Hannaford P, Opat G I 2003 Phys. Rev. A 67 011801

    [11]

    Kim K, Moon H S, Lee C, Kim S K, Kim J B 2003 Phys. Rev. A 68 013810

    [12]

    Wang L J, Kuzmich A, Dogariu A 2000 Nature 406 277

    [13]

    Stenner M D, Gauthier D J, Neifeld M A 2003 Nature 425 695

    [14]

    Jasperse M, Turner L D, Scholten R E 2011 Opt. Express 19 3765

    [15]

    Guo M J, Zhou H T, Wang D, Gao J R, Zhang J X, et al 2014 Phys. Rev. A 89 033813

    [16]

    Boyer V, McCormick C F, Arimondo E, Lett P D 2007 Phys. Rev. Lett. 99 143601

    [17]

    Boyd R W 2011 J. Opt. Soc. Am. B 28 A38

    [18]

    Glasser R T, Vogl U, Lett P D 2012 Phys. Rev. Lett. 108 173902

    [19]

    Pati G S, Salit M, Salit K, Shahriar M S 2009 Opt. Express 17 8775

    [20]

    Fan Y F, Wang H H, Wei X G, Li A J, Kang Z H 2012 Phys. Lett. A 376 785

    [21]

    Chen Z J, Luo B, Liu Y, Guo H 2013 Opt. Commun. 309 187

    [22]

    Ding D S, Zhou Z Y, Shi B S 2013 Chin. Phys. B 22 114203

    [23]

    Pooser R C, Marino A M, Boyer V, Jones K M, Lett P D 2009 Opt. Express 17 16722

    [24]

    Boyd R W, Gauthier D J, Gaeta A L, Willner A E 2005 Phys. Rev. A 71 023801

    [25]

    Ishikura N, Baba T, Kuramochi E, Notomi M 2011 Opt. Express 19 24102

  • [1] 王鑫, 任飞帆, 韩嵩, 韩海燕, 严冬. 里德伯原子辅助光力系统的完美光力诱导透明及慢光效应. 物理学报, 2023, 72(9): 094203. doi: 10.7498/aps.72.20222264
    [2] 朱子豪, 高有康, 曾严, 程政, 马洪华, 易煦农. 基于四盘形谐振腔耦合波导的三波段等离子体诱导透明效应. 物理学报, 2022, 71(24): 244201. doi: 10.7498/aps.71.20221397
    [3] 曹雷明, 杜金鉴, 张凯, 刘胜帅, 荆杰泰. 基于四波混频过程产生介于锥形探针光和锥形共轭光之间的多模量子关联. 物理学报, 2022, 71(16): 160306. doi: 10.7498/aps.71.20220081
    [4] 徐笑吟, 刘胜帅, 荆杰泰. 基于四波混频过程的纠缠光放大. 物理学报, 2022, 71(5): 050301. doi: 10.7498/aps.71.20211324
    [5] 翟淑琴, 康晓兰, 刘奎. 基于级联四波混频过程的量子导引. 物理学报, 2021, 70(16): 160301. doi: 10.7498/aps.70.20201981
    [6] 刘朝阳, 章扬忠, 谢涛, 刘阿娣, 周楚. 托卡马克无碰撞捕获电子模在时空表象中的群速度. 物理学报, 2021, 70(11): 115203. doi: 10.7498/aps.70.20202003
    [7] Xiaoyin Xu, shengshuai liu, 荆杰泰. 基于四波混频过程的纠缠光放大. 物理学报, 2021, (): . doi: 10.7498/aps.70.20211324
    [8] 杨荣国, 张超霞, 李妮, 张静, 郜江瑞. 级联四波混频系统中纠缠增强的量子操控. 物理学报, 2019, 68(9): 094205. doi: 10.7498/aps.68.20181837
    [9] 曹亚敏, 武保剑, 万峰, 邱昆. 四波混频光相位运算器原理及其噪声性能研究. 物理学报, 2018, 67(9): 094208. doi: 10.7498/aps.67.20172638
    [10] 闫研, 李淑静, 田龙, 王海. 双光子失谐对慢光和光存储影响的实验研究. 物理学报, 2016, 65(1): 014205. doi: 10.7498/aps.65.014205
    [11] 邱巍, 高波, 林鹏, 周婧婷, 李佳, 蒋秋莉, 吕品, 马英驰. 掺铒光纤中亚稳态粒子振荡和慢光时间延迟关系研究. 物理学报, 2013, 62(21): 214205. doi: 10.7498/aps.62.214205
    [12] 张敬, 掌蕴东, 张学楠, 喻波, 王金芳, 王楠, 田赫, 袁萍. 光学谐振系统中慢光特性研究. 物理学报, 2011, 60(2): 024218. doi: 10.7498/aps.60.024218
    [13] 孟冬冬, 刘晓东, 张森林. 倒Y型四能级量子系统中亚光速和超光速传播现象的转换研究. 物理学报, 2011, 60(2): 020305. doi: 10.7498/aps.60.020305
    [14] 张旨遥, 周晓军, 石胜辉, 梁锐. 矩形谱宽带光抽运的布里渊慢光中脉冲失真的分析. 物理学报, 2010, 59(7): 4694-4700. doi: 10.7498/aps.59.4694
    [15] 尹经禅, 肖晓晟, 杨昌喜. 基于光纤四波混频波长转换和色散的慢光实验研究. 物理学报, 2010, 59(6): 3986-3991. doi: 10.7498/aps.59.3986
    [16] 王士鹤, 任立勇, 刘宇. 光纤中基于双宽带抽运的受激布里渊散射增益谱展宽及慢光传输中脉冲失真减小的理论研究. 物理学报, 2009, 58(6): 3943-3948. doi: 10.7498/aps.58.3943
    [17] 鲁辉, 田慧平, 李长红, 纪越峰. 基于二维光子晶体耦合腔波导的新型慢光结构研究. 物理学报, 2009, 58(3): 2049-2055. doi: 10.7498/aps.58.2049
    [18] 张建心, 屈道宽, 冯帅, 王义全, 王传奎. 微腔旋转对耦合腔光波导群速度的影响. 物理学报, 2009, 58(12): 8339-8344. doi: 10.7498/aps.58.8339
    [19] 李培丽, 黄德修, 张新亮. 基于PolSK调制的四波混频型超快全光译码器. 物理学报, 2009, 58(3): 1785-1792. doi: 10.7498/aps.58.1785
    [20] 邱 巍, 掌蕴东, 叶建波, 田 赫, 王 楠, 王金芳, 袁 萍. 室温条件下掺铒光纤中光脉冲群速可控特性的研究. 物理学报, 2007, 56(12): 7009-7014. doi: 10.7498/aps.56.7009
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-10-20
  • 修回日期:  2015-01-06
  • 刊出日期:  2015-05-05

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