多能级原子系统中的快光矢量孤子研究

来源 :华东理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:neu20063043
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原子介质中的孤子现象是近年来量子光学和非线性光学等学科的前沿研究领域。随着人们对快光问题的深入研究,群速度超光速的光孤子现象引起了广泛的关注。主动拉曼增益系统在显著提高光脉冲和介质相互作用非线性的同时也极大的抑制了光脉冲在介质中的增益,光脉冲能够没有形变的在该系统中传播,即形成群速度大于光速的光孤子。  本论文利用光与物质相互作用的半经典理论提出基于主动拉曼增益效应的五能级M型和七能级3Λ型原子系统来分别实现两波耦合和三波耦合的快光时间矢量孤子。通过分析系统线性和非线性性质,发现光脉冲在原子系统中的色散效应能很好的被光与物质相互作用的自克尔和交叉克尔非线性平衡,使得光脉冲在介质中能保持形状、振幅和速度不变的传播,并且传播群速度为负值,即形成快光时间矢量孤子。通过调节控制场的强度以及单、双光子失谐量等系统参数,很容易形成不同类型的时间矢量孤子,而且在特殊的参数条件下,在我们所构造的原子系统中,能实现超光速传播的Manakov时间矢量孤子。  本文的研究内容对实验上实现快光时间矢量孤子有一定的指导作用,并在研发快速响应光学器件,实现快光存储和量子相位门等领域有潜在的应用价值。
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