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

孟冬冬; 刘晓东; 张森林

doi:10.7498/aps.60.020305

摘要

研究了探测场、耦合场和驱动场三场作用下倒Y型四能级量子系统的光学特性,利用数值模拟的方法探讨了外加相干驱动场的拉比频率和失谐量变化时系统对探测光场吸收特性的影响. 通过绘制三维立体图,发现了探测光场的群速度在电磁诱导透明窗口处的变化规律,并且选择合适的驱动场拉比频率和失谐量,可以在理论上实现亚光速和真空光速以及超光速传播之间的转换.

关键词:

We have studied the light propagation properties in an inverted Y-type four-level quantum system coupled with probe, couple and driving fields. Using the numerical simulation method, we investigate the absorption properties of the probe light field when the Rabi frequency and detuning of the driving field are changed. From the three-dimensional graphics, we find the variations of the probe group velocity at the electromagnetically induced transparency windows. Farthermore, we theoretically obtain the conversion among subluminal, vacuum and superluminal light propagation by adjusting the Rabi frequency and detuning of the external driving field properly.

Keywords:

作者及机构信息

(1)天津工业大学理学院物理系,天津 300160; (2)天津工业大学理学院物理系,天津 300160; 日本佐贺大学理工学部,佐贺 840-8502

基金项目: 天津工业大学博士科研启动基金(批准号:20080033)资助的课题.

Authors and contacts

(1)Department of Physics, College of Science, Tianjin Polytechnic University, Tianjin 300160, China; (2)Department of Physics, College of Science, Tianjin Polytechnic University, Tianjin 300160, China; Faculty of Science and Engineering, Saga University, Saga 840-8502, Japan

参考文献

[1]	Han D A, Zeng Y G, Cao H 2008 Commun. Theor. Phys. 50 197
[2]	Han D A, Guo H, Bai Y F, Sun H 2005 Phys. Lett. A 334 243
[3]	Li C B, Zhang Y P, Nie Z Q, Zheng H B, Shi M Z, Liu D N, Song J P, Lu K Q 2009 Chin. Phys. B 18 5354
[4]	Chen J, Liu Z D, Zheng J, Pang W, You S P 2010 Chin. Phys. B 19 044201
[5]	Luo B, Hang C, Li H J, Huang G X 2010 Chin. Phys. B 19 054214
[6]	Liu H Y, Meng Z M, Dai Q F, Wu L J, Lan S, Liu S H 2009 Acta Phys. Sin. 58 4702 (in Chinese) [刘海英、蒙自明、戴峭峰、吴立军、兰胜、刘颂豪 2009 物理学报 58 4702]
[7]	Zhang L S, Li X L, Wang J, Yang L J, Feng X M, Li X W, Fu G S 2008 Acta Phys. Sin. 57 4921 (in Chinese) [张连水、李晓莉、王健、杨丽君、冯晓敏、李晓苇、傅广生 2008 物理学报 57 4921]
[8]	Meng D D, Liu X D, Zheng Y, Chee J, Hu Z N, Yan X Q 2010 Optoelectronics Lett. 6 65
[9]	Meng D D, Liu X D, Zheng Y, Yan X Q, Hu Z N, Qi Z 2010 J. Tianjin Normal Univ. 30 40 (in Chinese) [孟冬冬、刘晓东、郑渝、闫学群、胡占宁、戚桢 2010 天津师范大学学报 30 40] 〖10] Zheng J, Liu Z D, Zeng F H, Fang H J 2008 Acta Phys. Sin. 57 4219 (in Chinese) [郑军、刘正东、曾福华、方慧娟 2008 物理学报 57 4219]
[10]	Zhang L Y, Liu Z D 2005 Acta Phys. Sin. 54 3641 (in Chinese) [张丽英、刘正东 2005 物理学报 54 3641]
[11]	Sadeghi S M, Meyer J 1999 Phys. Rev. A 59 3998
[12]	Zhang L S, Zhuang Z H, Li X L, Yang L J, Feng X M 2007 Chin. J. Quant. Electro. 24 548 (in Chinese) [张连水、庄仲红、李晓莉、杨丽君、冯晓敏 2007 量子电子学报 24 548]
[13]	Zhang Y P, Khadka U, Anderson B, Xiao M 2009 Phys. Rev. Lett. 102 013601
[14]	Joshi A, Xiao M 2005 Phys. Rev. A 71 041801
[15]	Joshi A, Xiao M 2005 Phys. Rev. A 72 062319
[16]	Joshi A, Xiao M 2006 Phys. Rev. A 74 052318
[17]	Hu X M, Wang F 2007 Phys. Rev. A 75 065802
[18]	Zhang Y P, Anderson B, Xiao M 2008 Phys. Rev. A 77 061801
[19]	Yang X H, Zhu S Y 2008 Phys. Rev. A 78 023818
[20]	Qi J B 2010 Phys. Scr. 81 015402
[21]	Li Y, Sun C P 2004 Phys. Rev. A 69 051802

施引文献

[1]	Han D A, Zeng Y G, Cao H 2008 Commun. Theor. Phys. 50 197
[2]	Han D A, Guo H, Bai Y F, Sun H 2005 Phys. Lett. A 334 243
[3]	Li C B, Zhang Y P, Nie Z Q, Zheng H B, Shi M Z, Liu D N, Song J P, Lu K Q 2009 Chin. Phys. B 18 5354
[4]	Chen J, Liu Z D, Zheng J, Pang W, You S P 2010 Chin. Phys. B 19 044201
[5]	Luo B, Hang C, Li H J, Huang G X 2010 Chin. Phys. B 19 054214
[6]	Liu H Y, Meng Z M, Dai Q F, Wu L J, Lan S, Liu S H 2009 Acta Phys. Sin. 58 4702 (in Chinese) [刘海英、蒙自明、戴峭峰、吴立军、兰胜、刘颂豪 2009 物理学报 58 4702]
[7]	Zhang L S, Li X L, Wang J, Yang L J, Feng X M, Li X W, Fu G S 2008 Acta Phys. Sin. 57 4921 (in Chinese) [张连水、李晓莉、王健、杨丽君、冯晓敏、李晓苇、傅广生 2008 物理学报 57 4921]
[8]	Meng D D, Liu X D, Zheng Y, Chee J, Hu Z N, Yan X Q 2010 Optoelectronics Lett. 6 65
[9]	Meng D D, Liu X D, Zheng Y, Yan X Q, Hu Z N, Qi Z 2010 J. Tianjin Normal Univ. 30 40 (in Chinese) [孟冬冬、刘晓东、郑渝、闫学群、胡占宁、戚桢 2010 天津师范大学学报 30 40] 〖10] Zheng J, Liu Z D, Zeng F H, Fang H J 2008 Acta Phys. Sin. 57 4219 (in Chinese) [郑军、刘正东、曾福华、方慧娟 2008 物理学报 57 4219]
[10]	Zhang L Y, Liu Z D 2005 Acta Phys. Sin. 54 3641 (in Chinese) [张丽英、刘正东 2005 物理学报 54 3641]
[11]	Sadeghi S M, Meyer J 1999 Phys. Rev. A 59 3998
[12]	Zhang L S, Zhuang Z H, Li X L, Yang L J, Feng X M 2007 Chin. J. Quant. Electro. 24 548 (in Chinese) [张连水、庄仲红、李晓莉、杨丽君、冯晓敏 2007 量子电子学报 24 548]
[13]	Zhang Y P, Khadka U, Anderson B, Xiao M 2009 Phys. Rev. Lett. 102 013601
[14]	Joshi A, Xiao M 2005 Phys. Rev. A 71 041801
[15]	Joshi A, Xiao M 2005 Phys. Rev. A 72 062319
[16]	Joshi A, Xiao M 2006 Phys. Rev. A 74 052318
[17]	Hu X M, Wang F 2007 Phys. Rev. A 75 065802
[18]	Zhang Y P, Anderson B, Xiao M 2008 Phys. Rev. A 77 061801
[19]	Yang X H, Zhu S Y 2008 Phys. Rev. A 78 023818
[20]	Qi J B 2010 Phys. Scr. 81 015402
[21]	Li Y, Sun C P 2004 Phys. Rev. A 69 051802

[1]	邸凤清, 贾宁, 钱静. 倒Y型四能级系统中吸收谱线的窄化极限研究. 物理学报, 2022, 71(19): 193302. doi: 10.7498/aps.71.20220430
[2]	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
[3]	刘幸, 郭红梅, 付饶, 范浩然, 冯帅, 陈笑, 李传波, 王义全. 基于环形微腔的多频段三角晶格光子晶体耦合腔波导光学传输特性. 物理学报, 2018, 67(23): 234201. doi: 10.7498/aps.67.20181579
[4]	韩笑纯, 黄靖正, 方晨, 曾贵华. 群速度色散对于纠缠光场二阶关联函数影响的研究. 物理学报, 2015, 64(7): 070301. doi: 10.7498/aps.64.070301
[5]	梁文耀, 张玉霞, 陈武喝. 低对称性光子晶体超宽带全角自准直传输的机理研究. 物理学报, 2015, 64(6): 064209. doi: 10.7498/aps.64.064209
[6]	姜其畅, 刘超, 刘晋宏, 张俊香. 原子系统中远失谐脉冲光束对的群速度操控. 物理学报, 2015, 64(9): 094208. doi: 10.7498/aps.64.094208
[7]	顾小卫. 带光速调管的高增益高次谐波振荡器自由电子激光模拟. 物理学报, 2013, 62(9): 094102. doi: 10.7498/aps.62.094102
[8]	叶荣, 张彬, 李恪宇. 利用群速度匹配的级联二阶非线性实现超短激光脉冲压缩. 物理学报, 2013, 62(9): 094212. doi: 10.7498/aps.62.094212
[9]	邱巍, 吕品, 马英驰, 徐晓娟, 刘典, 张程华. 均匀展宽增益介质中超光速饱和现象的研究. 物理学报, 2012, 61(10): 104209. doi: 10.7498/aps.61.104209
[10]	王振东, 梁变, 刘中波, 樊锡君. 飞秒啁啾Gauss型脉冲在稠密Λ型三能级原子介质中的传播. 物理学报, 2010, 59(10): 7041-7049. doi: 10.7498/aps.59.7041
[11]	沈宏君, 田慧平, 纪越峰. 一种新型无色散慢光光子晶体薄板波导. 物理学报, 2010, 59(4): 2820-2826. doi: 10.7498/aps.59.2820
[12]	刘海英, 蒙自明, 戴峭峰, 吴立军, 兰胜, 刘颂豪. 高质量三维胶体光子晶体中慢光速与超光速的实验研究. 物理学报, 2009, 58(7): 4702-4707. doi: 10.7498/aps.58.4702
[13]	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
[14]	邱巍, 掌蕴东, 叶建波, 田赫, 王楠, 王号, 王金芳, 袁萍. 损耗可控条件下掺铒光纤中光速减慢现象的研究. 物理学报, 2008, 57(4): 2242-2247. doi: 10.7498/aps.57.2242
[15]	郑军, 刘正东, 曾福华, 方慧娟. 倒Y形四能级原子系统电磁诱导的左手效应. 物理学报, 2008, 57(7): 4219-4223. doi: 10.7498/aps.57.4219
[16]	谢根全, 夏平. 基于微极性弹性力学的碳纳米管中波的传播特性. 物理学报, 2007, 56(12): 7070-7077. doi: 10.7498/aps.56.7070
[17]	范保华, 掌蕴东, 袁萍. 固体介质中光速减慢现象的研究. 物理学报, 2005, 54(10): 4692-4695. doi: 10.7498/aps.54.4692
[18]	胡巍, 卢光山, 杨振军, 郭弘, 刘承宜. 空间诱导群速度色散的数值研究. 物理学报, 2003, 52(3): 570-574. doi: 10.7498/aps.52.570
[19]	田强. 电磁场在超晶中传播的孤子解. 物理学报, 2001, 50(1): 99-101. doi: 10.7498/aps.50.99
[20]	崔世治. 北京光速各向异性实验的广义相对论(及度规理论)预言值. 物理学报, 1989, 38(11): 1882-1885. doi: 10.7498/aps.38.1882

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