光子回波是一种瞬态相干光学现象,自发现以来就得到了广泛的关注,随着光子回波技术的不断发展,其在信号处理、信号存储和任意信号产生等方面的应用日渐成熟,这也使得对光子回波的各种研究变得更加迫切。通过对光子回波产生过程的分析研究,让研究者们能够有更多的方式和使用更多的参数去调控光子回波,提升其应用性能。研究掌握光子回波的相关特性,是开展其应用领域研究的基础,所以对光子回波生成过程的研究具有重要意义。本文的主要工作包括:1.首先归纳总结了光子回波的研究背景和其国内外研究现状。基于密度矩阵法推导了光学Bloch方程,建立了Maxwell方程组与Bloch方程之间的关系,推导了Maxwell-Bloch耦合传输方程,给出了光子回波的矢量解释。2.提出了一种基于非重叠单极脉冲与共振介质相互作用生成空间周期调制的双幅度粒子布居数光栅方案。在两种典型的脉冲配置下,分析了生成双幅度粒子布居数光栅的脉冲延迟要求,得到了光栅振幅、相移与脉冲时间延迟之间的关系。结果表明,选择适当的时间延迟可以动态地调控光栅振幅和相位。提出的双幅度粒子布居数光栅可能在光子回波特性研究中和非线性光学中具有潜在的应用前景。3.研究了二脉冲光子回波信号和三脉冲光子回波信号对不同激励脉冲面积的响应以及相对预期回波位置的时间偏移。通过改变脉冲面积即改变脉冲宽度或脉冲强度,分析了光子回波信号的时域形状。基于两种不同的回波类型,分别研究了不同脉冲宽度条件下光子回波信号的时间偏移效应。结果表明,脉冲宽度越大,光子回波的时间偏移越大,随着激励脉冲面积的改变会出现回波的超前与滞后现象。