腔光机械系统中电磁感应透明的理论研究

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光场与物质的相互作用问题是量子光学领域的一个重要研究内容。电磁感应透明(EIT)是一种由原子的量子干涉效应引起的非线性光学物理现象。EIT效应能使介质的极化率发生极大的改变,可以用来实现对介质光学性质的控制。过去十几年里人们对其做了大量的研究,本文总结了电磁感应透明的研究现状与发展,并介绍了处理原子与光场相互作用问题的基本理论和方法。电磁感应透明现象在气态介质和固态介质中的实现已经被人们观察到了,本文主要讨论该现象在腔光机械系统中的实现。我们研究了一个通过辐射压力耦合的一端可动的Febry-Perot式光学谐振腔与强控制相干场的相互作用系统,求得了该系统的量子朗之万方程组的解。对于可动端镜面的机械位移的稳态解做数值分析,发现了机械振动的双稳态行为,并且双稳态的阈值和回滞圈的范围受振子质量和控制光与腔场的失谐量的影响。对朗之万方程在解析边带机制下的解,我们从形式上与原子系统中原子密度矩阵方程的解进行了类比。对朗之万方程的一般解,引入了透射率这个表现探测光传播特性的物理量,并在适当的参数条件下进行了数值模拟。通过数值模拟我们发现,在探测光失谐量与机械振动频率相等时,探测光透射光谱出现了一个透明窗口,并且透明窗口的宽度和深度都随控制光功率的增大而增大。这就是光机械系统中实现的类似于电磁感应透明的光机械诱导透明现象。
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