Λ型三、四能级系统电磁诱导透明特性

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本工作以量子力学及有关Λ-型能级系统的实验研究结果为基础,对作用场及原子能级体系进行综合分析,分别建立了双场作用下的Λ-型三能级及三场作用下的准Λ-型四能级系统模型,并由此导出了旋转波近似条件下的对应密度矩阵方程组。采用数值计算方法并借助计算机模拟,分别研究了双场及三场作用下的Λ-型能级系统的稳态吸收特性。对于双场作用下的Λ-型三能级系统,详细研究了能级参数以及作用场强度对电磁诱导透明线宽的影响。结果表明,作用场的Rabi强度非常弱时,EIT线宽由两低能级间的相干失相速率决定;随着其Rabi强度增强,EIT会出现明显的功率展宽。弱耦合场情况下的EIT线宽与耦合场Rabi强度之间满足二次方变化关系,强耦合场情况下满足线性关系,并认为是由对应能级的动态Stark劈裂引起的;此外弱探测场情况下的EIT线宽与探测场Rabi强度无关,而强探测场的饱和作用使EIT出现功率展宽。对于三场作用下的准Λ-型四能级系统,微波驱动场作用于与探测场相关的低能级和另一基态精细结构能级之间,使得系统由单EIT窗口劈裂成两个EIT窗口,原因来自于强驱动场使其作用能级产生了动态Stark劈裂。当微波驱动场共振作用于能级系统时,两个EIT窗口对称分布于探测场中心频率两侧,其频率间隔与驱动场的Rabi频率呈线性关系。当微波驱动场失谐作用于能级系统时,两个EIT窗口不再关于探测场中心频率对称分布,而是一个EIT窗口靠近中心频率,另一个EIT窗口远离中心频率,且随着驱动场频率失谐量的增大,两EIT窗口的频率间隔逐渐增大。也就是说,改变微波驱动场的Rabi强度和频率失谐量可以实现EIT窗口的频率调谐。最后用缀加态理论对EIT窗口的劈裂及频率调谐进行了合理解释。
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