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一维冷原子晶格中相干诱导三光子带隙

巴诺 王磊 张岩

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一维冷原子晶格中相干诱导三光子带隙

巴诺, 王磊, 张岩

Tunable three photonic band-gaps coherently induced in one-dimensional cold atomic lattices

Ba Nuo, Wang Lei, Zhang Yan
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  • 基于电磁感应透明技术,将相干耦合的Tripod型原子俘获在一维光晶格中并使其呈高斯型分布,由于介质的折射率被一维光晶格周期性调制,从而实现动态调控的三光子带隙结构. 通过求解光场与原子相互作用密度矩阵方程以及光波在周期性介质中散射的传输矩阵方程,计算出探测场在相干驱动介质中的稳态反射谱和透射谱. 计算结果表明:光子带隙的位置、宽度以及反射率可以通过改变两个耦合场的失谐、强度和几何布拉格失谐来调谐.
    Using the technique of electromagnetically induced transparency, three photonic bandgaps can be established and manipulated at any time due to the refraction modulated periodically by the one-dimensional optical lattice in a tripod atomic system which is trapped in a one-dimensional optical lattice with a Gaussian density distribution. Using the density-matrix equations to describe the interaction between laser and atoms and the transfer-matrix equation to describe the scattering of light waves in periodic media, we can obtain the steady reflection and transmission spectra. It can be found that the position and width as well as the reflectivity of the photonic band-gap could be tuned by changing the detunings and intensities of the coupling fields and the geometric Bragg detuning.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11247201,11247005,11347137)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China, (Grant Nos. 11247201, 11247005, 11347137).
    [1]

    Harris S E 1997 Phys. Today 50(7) 36

    [2]

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

    [3]

    Yang S H, Wang D, Gao J Y 1999 Acta Phys. Sin. (Overseas Edition) 8 443

    [4]

    Zhao J M, Yin W B, Wang L R, Xiao L T, Jia S T 2002 Chin. Phys. 11 241

    [5]

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

    [6]

    Turukhin A V, Sudarshanam V S, Shahriar M S, J Musser A, Ham B S, Hemmer P 2002 Phys. Rev. Lett. 88 023602

    [7]

    Cui C L, Jia J K, Gao J W, Xue Y, Wang G, Wu J H 2007 Phy. Rev. A 76 559

    [8]

    Fleischhauer M, Lukin M D 2000 Phy. Rev. Lett. 84 5094

    [9]

    Liu C, Dutton Z, Behroozi C H, Hau L V 2001 Nature 409 490

    [10]

    Wu J H, Gu K H, Guo X Z, Han N 2010 Chinese Journal of Optics and Applied Optics 3 343 (in Chinese) [吴金辉, 谷开慧, 国秀珍, 韩颖 2010 中国光学与应用光学 3 343]

    [11]

    Liu C X, Zhang J S, Liu J Y, Jin G 2009 Acta Phys. Sin. 58 5778 (in Chinese) [刘春旭, 张继森, 刘俊业, 金光 2009 物理学报 58 5778]

    [12]

    Ba N, Gao J W, Tian X X, Wu X, Wu J H 2010 Chin. Phys. B 19 074208

    [13]

    Wu H B, Chang H, Ma J, Xie C D, Wang H 2005 Acta Phys. Sin. 54 3632 (in Chinese) [武海斌, 常宏, 马杰, 谢常德, 王海 2005 物理学报 54 3632]

    [14]

    Ba N, Wan R G, Jiang B N, Wang H, Wang D W, Zhang Y, Wu J H 2010 Opt. Commun. 283 1071

    [15]

    Yablonovitch E 1987 Phys. Rev. Lett. 58 2059

    [16]

    John S 1987 Phys. Rev. Lett. 58 2486

    [17]

    Wang H, Li Y P 2001 Acta Phys. Sin. 50 2172 (in Chinese) [王辉, 李永平 2001 物理学报 50 2172]

    [18]

    Artoni M, La Rocca G C 2006 Phys. Rev. Lett. 96(7) 073905

    [19]

    Wu J H, G La Rocca C, Artoni M 2008 J. Opt. Soc. Am. B 25 1840

    [20]

    Gao J W, Wu J H, Ba N, Cui C L, Tian X X 2010 Phys. Rev. A 81 013804

    [21]

    Cui C L, Wu J H, Gao J W, Zhang Y, Ba N 2010 Opt. Express 18 4538

    [22]

    Wan R G, Kou J, Kuang S Q, Jiang L, Gao J Y 2010 Opt. Express 18 15591

    [23]

    Wang D W, Zhou H T, Guo M J, Zhang J X, Jörg Evers, Zhu S Y 2013 Phys. Rev. Lett. 110 093901

    [24]

    Q He Y, Wu J H, Wang T J, Gao J Y 2006 Phys. Rev. A 73 053813

    [25]

    Wu J H, La Rocca G C, Artoni M 2008 Phys. Rev. B 77 113106

    [26]

    Schilke A, Zimmermann C, W. Courteille P, Guerin W 2011 Phys. Rev. Lett. 106 223903

    [27]

    Schilke A, Zimmermann C, Guerin W 2012 Phys. Rev. A 86 023809

  • [1]

    Harris S E 1997 Phys. Today 50(7) 36

    [2]

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

    [3]

    Yang S H, Wang D, Gao J Y 1999 Acta Phys. Sin. (Overseas Edition) 8 443

    [4]

    Zhao J M, Yin W B, Wang L R, Xiao L T, Jia S T 2002 Chin. Phys. 11 241

    [5]

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

    [6]

    Turukhin A V, Sudarshanam V S, Shahriar M S, J Musser A, Ham B S, Hemmer P 2002 Phys. Rev. Lett. 88 023602

    [7]

    Cui C L, Jia J K, Gao J W, Xue Y, Wang G, Wu J H 2007 Phy. Rev. A 76 559

    [8]

    Fleischhauer M, Lukin M D 2000 Phy. Rev. Lett. 84 5094

    [9]

    Liu C, Dutton Z, Behroozi C H, Hau L V 2001 Nature 409 490

    [10]

    Wu J H, Gu K H, Guo X Z, Han N 2010 Chinese Journal of Optics and Applied Optics 3 343 (in Chinese) [吴金辉, 谷开慧, 国秀珍, 韩颖 2010 中国光学与应用光学 3 343]

    [11]

    Liu C X, Zhang J S, Liu J Y, Jin G 2009 Acta Phys. Sin. 58 5778 (in Chinese) [刘春旭, 张继森, 刘俊业, 金光 2009 物理学报 58 5778]

    [12]

    Ba N, Gao J W, Tian X X, Wu X, Wu J H 2010 Chin. Phys. B 19 074208

    [13]

    Wu H B, Chang H, Ma J, Xie C D, Wang H 2005 Acta Phys. Sin. 54 3632 (in Chinese) [武海斌, 常宏, 马杰, 谢常德, 王海 2005 物理学报 54 3632]

    [14]

    Ba N, Wan R G, Jiang B N, Wang H, Wang D W, Zhang Y, Wu J H 2010 Opt. Commun. 283 1071

    [15]

    Yablonovitch E 1987 Phys. Rev. Lett. 58 2059

    [16]

    John S 1987 Phys. Rev. Lett. 58 2486

    [17]

    Wang H, Li Y P 2001 Acta Phys. Sin. 50 2172 (in Chinese) [王辉, 李永平 2001 物理学报 50 2172]

    [18]

    Artoni M, La Rocca G C 2006 Phys. Rev. Lett. 96(7) 073905

    [19]

    Wu J H, G La Rocca C, Artoni M 2008 J. Opt. Soc. Am. B 25 1840

    [20]

    Gao J W, Wu J H, Ba N, Cui C L, Tian X X 2010 Phys. Rev. A 81 013804

    [21]

    Cui C L, Wu J H, Gao J W, Zhang Y, Ba N 2010 Opt. Express 18 4538

    [22]

    Wan R G, Kou J, Kuang S Q, Jiang L, Gao J Y 2010 Opt. Express 18 15591

    [23]

    Wang D W, Zhou H T, Guo M J, Zhang J X, Jörg Evers, Zhu S Y 2013 Phys. Rev. Lett. 110 093901

    [24]

    Q He Y, Wu J H, Wang T J, Gao J Y 2006 Phys. Rev. A 73 053813

    [25]

    Wu J H, La Rocca G C, Artoni M 2008 Phys. Rev. B 77 113106

    [26]

    Schilke A, Zimmermann C, W. Courteille P, Guerin W 2011 Phys. Rev. Lett. 106 223903

    [27]

    Schilke A, Zimmermann C, Guerin W 2012 Phys. Rev. A 86 023809

  • [1] 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堡原子系统的亚稳动力学. 物理学报, 2024, 0(0): 0-0. doi: 10.7498/aps.73.20240233
    [2] 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
    [3] 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
    [4] 严冬, 王彬彬, 白文杰, 刘兵, 杜秀国, 任春年. 里德伯电磁感应透明中的相位. 物理学报, 2019, 68(8): 084203. doi: 10.7498/aps.68.20181938
    [5] 杨柳, 郜中星, 薛冰, 张勇刚, 蔡永茂. 基于自发辐射相干效应的可调光子带隙反射率的提高方法. 物理学报, 2018, 67(23): 234204. doi: 10.7498/aps.67.20181374
    [6] 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
    [7] 巴诺, 王磊, 王海华, 李东飞, 王丹, 严立云. 基于自发辐射相干实现光学前驱动场. 物理学报, 2016, 65(10): 104201. doi: 10.7498/aps.65.104201
    [8] 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
    [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] 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
    [11] 张岩, 刘一谋, 韩明, 王刚成, 崔淬砺, 郑泰玉. 二维电磁感应光子带隙的动态生成与调控. 物理学报, 2014, 63(22): 224203. doi: 10.7498/aps.63.224203
    [12] 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
    [13] 于淼, 张 岩, 房博, 高俊艳, 高金伟, 吴金辉. 电磁感应双光子带隙的产生和控制. 物理学报, 2012, 61(13): 134204. doi: 10.7498/aps.61.134204
    [14] 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
    [15] 王伟, 曹祥玉, 王帅, 王瑞, 郑秋容. 支撑介质对平面型电磁带隙结构带隙特性的影响. 物理学报, 2009, 58(7): 4708-4716. doi: 10.7498/aps.58.4708
    [16] 庄 飞, 沈建其, 叶 军. 调控电磁感应透明气体折射率实现可控光子带隙结构. 物理学报, 2007, 56(1): 541-545. doi: 10.7498/aps.56.541
    [17] 姚 鸣, 朱卡的, 袁晓忠, 蒋逸文, 吴卓杰. 声子辅助的电磁感应透明和超慢光效应的研究. 物理学报, 2006, 55(4): 1769-1773. doi: 10.7498/aps.55.1769
    [18] 房元锋, 杜春光, 李师群. 光子晶体中四能级系统的量子相干效应. 物理学报, 2006, 55(9): 4652-4658. doi: 10.7498/aps.55.4652
    [19] 王 丽, 胡响明. 耦合场线宽:抑制电磁诱导吸收. 物理学报, 2004, 53(8): 2551-2555. doi: 10.7498/aps.53.2551
    [20] 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
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-08-11
  • 修回日期:  2013-11-07
  • 刊出日期:  2014-02-05

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