四能级原子系统中非线性电磁感应吸收的理论研究

王丽; 卢成

doi:10.7498/aps.60.044203

摘要

在n型四能级原子系统中,研究了电磁感应吸收的非线性理论.结果表明:探测光的拉比频率和衰减分配系数A影响非线性吸收,进而影响介质吸收.当探测光光强较弱时,介质吸收和线性吸收一致,均表现为电磁感应吸收特征;当探测光光强增大时,介质吸收和线性吸收不再一致,介质吸收曲线将会呈现出烧孔现象;当探测光光强增大到控制光(或信号光)光强时,介质吸收表现出很大的增益现象.同时,非线性吸收受到衰减分配系数A的影响,即使在探测场很弱的条件下,随着A值的减小,介质吸收由电磁感应吸收现象表

关键词:

Abstract

In the n-type four-level atomic system, we have studied the nonlinear theory of electromagnetically induced absorption. The results show that the probe light Rabi frequency and the attenuation distribution coefficient A affect the nonlinear absorption and then the absorption of a medium. When the probe light intensity is weak, the absorption of the medium and the linear absorption are the same, showing the characteristics of electromagnetic induction absorption. When the probe light intensity is increased, the absorption of the medium and the linear absorption are no longer the same, and now the medium absorption curve will show hole burning phenomenon, and then it will show the gain phenomenon. At the same time, the nonlinear absorption is affected by the value of A. Even if the probe light is weak, the medium absorption will change the electromagnetic induction absorption into the gain phenomenon with the A value decreasing.

Keywords:

electromagnetically induced absorption /
nonlinear absorption /
gain phenomenon /
n-type four-level atomic system

作者及机构信息

王丽,
卢成

1.
南阳师范学院物理与电子工程学院,南阳 473061

基金项目: 河南省自然科学基金(批准号:072300410490),河南省教育厅自然科学研究计划(批准号:2008B140009)资助的课题.

Authors and contacts

Wang Li,
Lu Cheng

1.
College of Physics and Electronics Engineering, Nanyang Normal University, Nanyang 473061, China

参考文献

[1]	Akulshin A M, Barreiro S, Lezama A 1998 Phys. Rev. A 57 2996
[2]	Lezama A, Barreiro S, Akulshin A M 1999 Phys. Rev. A 59 4732
[3]	Taichenachev A V, Tumaikin A M, Yudin V I 2000 Phys. Rev. A 61 011802(R)
[4]	Goren C, Wilson-Gordon A D, Rosenbluh M, Friedmann H 2004 Phys. Rev. A 69 053818
[5]	Wang L, Song H Z 2006 Acta Phys. Sin. 55 4145 (in Chinese)[王丽、宋海珍 2006 物理学报 55 4145]
[6]	Wang L, Song H Z, Xiao S W 2008 Acta. Opt. Sin. 28 194(in Chinese)[王丽、宋海珍、肖绍武 2008 光学学报 28 194]
[7]	Wang L, Yang X Q, Xiao S W 2008 Acta Sin. Quantum Opt. 14 267 (in Chinese )[王丽、杨兴强、肖绍武 2008 量子光学学报 14 267]
[8]	Wang L, Hu X M 2004 Acta Phys. Sin. 53 2551(in Chinese)[王丽、胡响明 2004 物理学报 53 2551]
[9]	Harris S E,Yamamoto Y 1998 Phys. Rev. Lett. 81 3611
[10]	Wang K, Gu Y, Gong Q H 2007 Chin. Phys. 16 130
[11]	Niu Y P, Gong S Q 2006 Phys. Rev. A 73 053811
[12]	Zhukov A A, Zibrov S A, Romanov G V, Dudin Y O, Vassiliev V V, Velichansky V L, Yakovlev V P 2009 Phys. Rev. A 80 033830
[13]	Goldner Ph, Guillot-No De· l O, Beaudoux F, Le Du Y, Lejay J, Chanelière T, Le Gout J L, Rippe L, Amari A, Walther A, Kröll S 2009 Phys. Rev. A 79 033809
[14]	Dimitrijevi Dc＇ J, Arsenovi Dc＇ D, Jelenkovi Dc＇ B M 2007 Phys. Rev. A 76 013836
[15]	Wang L, Hu X M 2004 Acta Phys. Sin. 53 2544(in Chinese)[王丽、胡响明 2004 物理学报 53 2544]
[16]	Zhang W Z, Cheng H D, Liu L, Wang Y Z 2009 Phys. Rev. A 79 053804
[17]	Li X L, Yang B Z, Yang L J, Zhang L S 2010 Acta Phys. Sin. 59 7008 (in Chinese)[李晓霞、杨宝柱、杨丽君、张连水 2010 物理学报 59 7008]
[18]	Schm D T H, Mamoglu A 1996 Opt Lett. 21 1936
[19]	Niu Y P, Gong S Q, Li R X 2005 Opt Lett. 30 3371
[20]	Yavuz D D, Sikes D E 2010 Phys. Rev. A 81 035804
[21]	Warner M, Blaikie R J 2009 Phys. Rev. A 80 033833
[22]	Gong S Q, Xu Z Z 1996 Chinese Journal of Lasers 23 311(in Chinese)[龚尚庆、徐至展 1996 中国激光 23 311]
[23]	He L X, Wang Y Z 2004 Chin.Phys. 13 754
[24]	Du Y J, Ge G K 2008 Acta. Opt. Sin. 28 375(in Chinese)[杜英杰、葛国库 2008光学学报 28 375]
[25]	Yan X A, Song J P, Zhang Y P 2008 Acta Phys. Sin. 57 3538(in Chinese)[严祥安、宋建平、张延鹏 2008 物理学报 57 3538]

施引文献

[1]	Akulshin A M, Barreiro S, Lezama A 1998 Phys. Rev. A 57 2996
[2]	Lezama A, Barreiro S, Akulshin A M 1999 Phys. Rev. A 59 4732
[3]	Taichenachev A V, Tumaikin A M, Yudin V I 2000 Phys. Rev. A 61 011802(R)
[4]	Goren C, Wilson-Gordon A D, Rosenbluh M, Friedmann H 2004 Phys. Rev. A 69 053818
[5]	Wang L, Song H Z 2006 Acta Phys. Sin. 55 4145 (in Chinese)[王丽、宋海珍 2006 物理学报 55 4145]
[6]	Wang L, Song H Z, Xiao S W 2008 Acta. Opt. Sin. 28 194(in Chinese)[王丽、宋海珍、肖绍武 2008 光学学报 28 194]
[7]	Wang L, Yang X Q, Xiao S W 2008 Acta Sin. Quantum Opt. 14 267 (in Chinese )[王丽、杨兴强、肖绍武 2008 量子光学学报 14 267]
[8]	Wang L, Hu X M 2004 Acta Phys. Sin. 53 2551(in Chinese)[王丽、胡响明 2004 物理学报 53 2551]
[9]	Harris S E,Yamamoto Y 1998 Phys. Rev. Lett. 81 3611
[10]	Wang K, Gu Y, Gong Q H 2007 Chin. Phys. 16 130
[11]	Niu Y P, Gong S Q 2006 Phys. Rev. A 73 053811
[12]	Zhukov A A, Zibrov S A, Romanov G V, Dudin Y O, Vassiliev V V, Velichansky V L, Yakovlev V P 2009 Phys. Rev. A 80 033830
[13]	Goldner Ph, Guillot-No De· l O, Beaudoux F, Le Du Y, Lejay J, Chanelière T, Le Gout J L, Rippe L, Amari A, Walther A, Kröll S 2009 Phys. Rev. A 79 033809
[14]	Dimitrijevi Dc＇ J, Arsenovi Dc＇ D, Jelenkovi Dc＇ B M 2007 Phys. Rev. A 76 013836
[15]	Wang L, Hu X M 2004 Acta Phys. Sin. 53 2544(in Chinese)[王丽、胡响明 2004 物理学报 53 2544]
[16]	Zhang W Z, Cheng H D, Liu L, Wang Y Z 2009 Phys. Rev. A 79 053804
[17]	Li X L, Yang B Z, Yang L J, Zhang L S 2010 Acta Phys. Sin. 59 7008 (in Chinese)[李晓霞、杨宝柱、杨丽君、张连水 2010 物理学报 59 7008]
[18]	Schm D T H, Mamoglu A 1996 Opt Lett. 21 1936
[19]	Niu Y P, Gong S Q, Li R X 2005 Opt Lett. 30 3371
[20]	Yavuz D D, Sikes D E 2010 Phys. Rev. A 81 035804
[21]	Warner M, Blaikie R J 2009 Phys. Rev. A 80 033833
[22]	Gong S Q, Xu Z Z 1996 Chinese Journal of Lasers 23 311(in Chinese)[龚尚庆、徐至展 1996 中国激光 23 311]
[23]	He L X, Wang Y Z 2004 Chin.Phys. 13 754
[24]	Du Y J, Ge G K 2008 Acta. Opt. Sin. 28 375(in Chinese)[杜英杰、葛国库 2008光学学报 28 375]
[25]	Yan X A, Song J P, Zhang Y P 2008 Acta Phys. Sin. 57 3538(in Chinese)[严祥安、宋建平、张延鹏 2008 物理学报 57 3538]

[1]	韩玉龙, 刘邦, 张侃, 孙金芳, 孙辉, 丁冬生. 射频电场缀饰下铯Rydberg原子的电磁感应透明光谱. 物理学报, 2024, 73(11): 113201. doi: 10.7498/aps.73.20240355
[2]	夏刚, 张亚鹏, 汤婧雯, 李春燕, 吴春旺, 张杰, 周艳丽. 电磁感应透明条件下里德伯原子系统的亚稳动力学. 物理学报, 2024, 73(10): 104203. doi: 10.7498/aps.73.20240233
[3]	周飞, 贾凤东, 刘修彬, 张剑, 谢锋, 钟志萍. 基于冷里德堡原子电磁感应透明的微波电场测量. 物理学报, 2023, 72(4): 045204. doi: 10.7498/aps.72.20222059
[4]	裴丽娅, 郑世阳, 牛金艳. 基于调控原子相干的Λ-型电磁感应透明与吸收. 物理学报, 2022, 71(22): 224201. doi: 10.7498/aps.71.20220950
[5]	杨智伟, 焦月春, 韩小萱, 赵建明, 贾锁堂. 弱射频场中Rydberg原子的电磁感应透明. 物理学报, 2017, 66(9): 093202. doi: 10.7498/aps.66.093202
[6]	杨智伟, 焦月春, 韩小萱, 赵建明, 贾锁堂. 调制激光场中Rydberg原子的电磁感应透明. 物理学报, 2016, 65(10): 103201. doi: 10.7498/aps.65.103201
[7]	陈秋成. 半导体三量子点电磁感应透明介质中的非线性法拉第偏转. 物理学报, 2016, 65(24): 247801. doi: 10.7498/aps.65.247801
[8]	王梦, 白金海, 裴丽娅, 芦小刚, 高艳磊, 王如泉, 吴令安, 杨世平, 庞兆广, 傅盘铭, 左战春. 铷原子耦合光频率近共振时的电磁感应透明. 物理学报, 2015, 64(15): 154208. doi: 10.7498/aps.64.154208
[9]	白金海, 芦小刚, 缪兴绪, 裴丽娅, 王梦, 高艳磊, 王如泉, 吴令安, 傅盘铭, 左战春. Rb87冷原子电磁感应透明吸收曲线不对称性的分析. 物理学报, 2015, 64(3): 034206. doi: 10.7498/aps.64.034206
[10]	邱田会, 杨国建. 微波射频场调制下Λ型三能级原子系统的电磁感应光栅. 物理学报, 2012, 61(1): 014205. doi: 10.7498/aps.61.014205
[11]	佘彦超, 张蔚曦, 王登龙. 电磁感应透明介质中非线性法拉第偏转. 物理学报, 2011, 60(6): 064205. doi: 10.7498/aps.60.064205
[12]	高潮, 邱少君, 杜渭松, 侯超奇, 郭红艳, 杨钊飞. 一种侧链共轭噻吩共聚物增强的三阶非线性光学特性. 物理学报, 2011, 60(4): 044211. doi: 10.7498/aps.60.044211
[13]	王丽, 李根全, 肖绍武, 郑长波. 四能级原子系统中电磁感应吸收的相位控制. 物理学报, 2010, 59(12): 8512-8517. doi: 10.7498/aps.59.8512
[14]	王丽, 宋海珍. 四能级原子系统中的电磁诱导吸收. 物理学报, 2006, 55(8): 4145-4149. doi: 10.7498/aps.55.4145
[15]	张丽英, 刘正东. Y型四能级原子系统对探测场的吸收和色散. 物理学报, 2005, 54(8): 3641-3645. doi: 10.7498/aps.54.3641
[16]	刘正东, 武　强. 被三个耦合场驱动的四能级原子的电磁感应透明. 物理学报, 2004, 53(9): 2970-2973. doi: 10.7498/aps.53.2970
[17]	刘思敏, 赵红娥, 郭儒, 汪大云, 高垣梅, 黄春福, 陆猗. 测量光折变非线性参量动态行为的一种新方法. 物理学报, 2004, 53(6): 1735-1741. doi: 10.7498/aps.53.1735
[18]	李永放, 孙建锋. 梯型四能级系统中超窄电磁感应透明与无反转增益. 物理学报, 2003, 52(3): 547-555. doi: 10.7498/aps.52.547
[19]	陈煜, 李云静, 聂玉昕, 王夺元. 8-辛烷氧基金属酞菁的皮秒三阶光学非线性与光限幅特性. 物理学报, 2002, 51(3): 578-583. doi: 10.7498/aps.51.578
[20]	杨苏辉, 张汉壮, 国秀珍, 王冬, 高锦岳. 激光场的线宽对双光子电磁感应光透明及共振吸收增强的影响. 物理学报, 1998, 47(6): 931-937. doi: 10.7498/aps.47.931

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