电磁感应透明与光速减慢的研究

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自从1990年Stanford大学的S.E.Harris教授提出电磁感应透明技术以来,这项技术取得了很快的发展。发生电磁感应透明时,在强耦合光的作用下,弱探测光可以无吸收地通过光厚介质。电磁感应透明的本质是相干布居囚禁,即在两束光的作用下,三能级结构中的两个下能级形成相干叠加态,使两个下能级到上能级的吸收相干抵消。电磁感应透明为我们实现光速减慢实验提供了理论依据。 在原子物理的领域内,激光冷却技术的发明是促成低温原子研究领域蓬勃发展的因素。低温原子非常适合于光谱测量实验系统,一般来说低温原子对于光谱研究的优点主要在于其极低的速度:低温原子的吸收光谱非常接近自然线宽;低温原子与激光场间有较长的作用时间;低温原子的低速使其在高密度时仍有较低的碰撞率,增加频率测量的准确度。 极慢光速研究不但可以克服探测工作带来的许多困难和对高阶非线性效应的应用的限制与影响,还可以将非线性系数提高几个数量级,从探测和应用角度来讲,都极为有利,将带来不可估量的应用前景。此外,可以保存信号脉冲的相位和使量子态无破坏性的光存储技术,还可以实现远程量子系统相干通信。 本文首先介绍了电磁感应透明现象的基本概念,然后运用双边费曼图法数值求解了描述强短激光脉冲与共振介质瞬态相干作用过程和理论依据——光学布洛赫方程,最后介绍了EIT实验所使用的光源(外腔半导体激光器)和多普勒冷却法及磁光陷阱,从而达成光速减慢的实验。
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