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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).
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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

原子系统中远失谐脉冲光束对的群速度操控

  • 1. 山西大学光电研究所, 量子光学与光量子器件国家重点实验室, 太原 030006;
  • 2. 山西运城学院, 物理与电子工程系, 运城 044000
    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.

摘要: 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.

English Abstract

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