含色散的光学双稳系统及其耗散结构

本文对环形腔中均匀加宽介质的含色散双稳定态的高阶模稳定性作了进一步研究。在取平均场近似下,发现在低透射率定态分支的一个小范围内出现了失稳。对高透射率定态分支,发现除失稳区外,在定态曲线上转折点附近总有一部分是稳定的。本文还用缀饰模方法探讨了模式失稳后的输出光强变化行为,导出了描述此变化的一组时间微分演化方程。     

纯吸收型高斯光束失稳后行为的探讨

本文是在单向环形腔中,分析均匀展宽的纯吸 收介质在高斯光束TEM_(00)模驱动下的失稳区域和失稳后的形为。首先是在边界条件下求出Max-well-Bloch方程的定态解和在平均场近似下求解出     

在高斯腔模中失稳性的出现

本文研究了高斯腔膜中的光学双稳问题及失稳 范围。文章首先从Maxwell-Bloch方程出发,导出了高斯光束驱动的含均匀展宽介质的环行腔中场振幅的时间演化方程及定态方程。其次在入射场和     

激光器与双稳系统中失谐高斯腔模的稳定性分析

用解析的及数值的方法讨论了均匀展宽的二能级原子系统失谐高斯激光腔模定态的稳定性.在平均场极限与优质腔近似下,给出了FRL的本征值表达式,确定了失稳范围;对OBS求得本征值所满足的方程和光学双稳条件.     

高斯光束驱动的单输出环形腔光学双稳系统

研究了高斯光束驱动的单输出环形腔光学双稳系统.用平均场近似方法得到纯吸收和共振情况下的定态方程,并进行了线性稳定性分析.结果表明,输入输出光强定态曲线仍呈现反向S型,但高斯光束驱动情况中的失稳范围与平面波光束驱动情况有明显不同.     

高斯光束对非均匀展宽介质环形腔失稳性质的影响

考虑入射光场为高斯光束的基模,其频率与腔共振频率和原子展宽线型的中心频率相等,原子横向弛豫速率等于纵向弛豫速率。取旋转级近似、慢变包络近似和平均场近似,由Maxwell-Bloch方程得到定态方程,由此得到输入光场与输出光场的关系曲线。通过定态线性稳定性分析,取瞬时介质响应近似、快速横向原子弛豫近似以及本征值与原子弛豫速率     

高斯腔模的稳定性

假设注入带球面镜的单向环形腔的电场为高斯光束TEM_(10)模,在单横模假设模型范围内讨论了定态及纯吸收情况下的稳定性问题,结果表明可能出现失稳。     

单输出环形腔光学双稳系统分析

提出了一种单输出环形腔光学双稳系统,给出了在纯吸收情况下输入输出间的定态方程,光强定态曲线呈反向S型,临界C值为2。线性化稳定性分析表明反向S型曲线的中间段永远是不稳定的,其右侧分支的一部分也可能失稳。     

色散腔失谐情况广义环形腔双稳系统分析

给出了在色散腔失谐情况下光场具有横向分布的广义环形腔双稳系统的定态解,分析了系统的稳定性,指出了与普通环形腔双稳系统及纯吸收腔共振情况下的广义环形腔双稳系统在定态及失稳性方面的差别。     

Kerr效应对非简并双光子Jayness—Cummings模型腔场谱的影响

研究了含Kerr介质两模双光子Jaynes-Cummings模型腔场谱,给出了初始光场为光子数态、相干态和热光场时的计算结果,讨论了Kerr效应对谱结构的影响。发现－模腔场谱的频率可以被另一模初始场强灵敏地控制。     

原子-腔-光纤复合系统中的非定域性演化

采用Mermin-Ardehali-Belinksii-Klyshko(MAB K)不等式,讨论了原子-腔-光纤 复合系统中三原子态的非定域性。通过解薛定谔方程,求出了激发数等于1时系统的态矢演 化规律。利用 数值计算方法,描绘了反映MABK不等式违背参量B的演化曲线, 讨论了腔场与光纤模间耦合系数对 MABK不等式违背的影响。研究结果表明:参量B呈现大于1现象 ,即MABK不等式被违背,表明系 统中三原子量子态呈现非定域性;另一方面,随腔场与光纤模间耦合系数增大,MABK不等式 违背增强。     

入射端与透射端半透反射镜透射率不等的环形腔双稳系统分析

研究了入射端与透射端半透反射镜透射率不相同的均匀加宽双能级原子介质环形腔的双稳系统。在平均场近似下给出了定态方程,分析了定态线性稳定性。发现当入射端与透射端半透反射镜的透射率之比T_1/T_2改变时,双稳范围随之改变,甚至使系统的行为由双稳模式转为放大模式。本文还指出,在平均场近似下,既能有K≡cT_1/(?)γ<<1的系统,也能有K>>1的系统,前者可以观察到自脉动行为。     

Kerr介质中双模SU(1,1)相干态场与三能级原子的量子纠缠

研究了在高Q Kerr介质腔中,关联双模SU(1,1)相干态场与V型、 ?型和 型三能级原子相互作用的量子纠缠性质。采用数值计算方法,详细讨论了Kerr效应对模场和原子之间纠缠程度的影响。研究发现在高Q Kerr介质腔中,模场与原子之间的纠缠受到Kerr效应影响的规律是一致的,在介质参数达到一定值前,模场与原子之间的纠缠随介质参数的增大而增大,超过这一定值后反而会降低它们之间的纠缠。     

理想导体金属谐振腔电磁场微扰理论研究

根据电磁场Helmholtz方程与定态薛定谔方程的相似性，给出了金属谐振腔电磁场的微扰理论：在金属腔中放入一介质体时，原来空腔中电磁场的分布和谐振频率会发生改变。发生改变后的电磁场可以用原来所有模式电磁场展开。若引入的介质体很小或相对介电常数和磁导率接近于1，就可把它看成微扰。导出了谐振频率和电磁场分布的一级、二级近似解析表达式。指出了此理沦的适用范围，并对结果进行了讨论。     

外场驱动下扩散过程中密度矩阵主方程的求解和应用

利用热纠缠态表象方法和有序算符积分技术,求 解了单模腔在振荡外场驱动下扩散过程中的 密度矩阵主方程。基于实模算符和虚模算符作用在热纠缠态上的等效关系,将密度矩阵主方 程转化为态矢 演化方程,给出了其形式解。进一步,导出了密度矩阵用Kraus算符无限和表示的解析解。 证明了Klaus 算符满足归一化条件。作为解的应用,计算了相干态和真空态在该模型中密度矩阵的演化。 计算结果表明:相干态和真空态在振荡外场驱动下扩散过程中都将演化为热场。     

含色散增益介质光子晶体微腔的光学特性

为了理解光子晶体微腔的光学传输特性,探讨微腔的折射率对缺陷模放大特性和谐振频率的影响,采用时域有限差分法计算了含洛伦兹色散介质一维光子晶体微腔的透射谱,分析、比较了不同光子晶体微腔的透射谱。结果表明,微腔折射率的大小决定缺陷模的谐振频率,而介质色散特性将导致缺陷模频率的移动。另外,当通过复介电常数的虚部引入光学增益后,缺陷模在增益介质中被放大,其阈值特性和缺陷折射率的大小密切相关。模拟结果证明通过合理的选择微腔中介质折射率的大小,可以改善微腔的光学特性,降低激光器的阈值。     

介质加载圆柱腔的场分析

本文应用严格场匹配法解决了介质加载圆柱腔的本征问题，计算了圆柱腔在纵向部分填充介质后ＴＥ０１ｎ模和ＴＭ０１ｎ模的本征频率和本征场型的变化。特别分析了本征模式在空气段为截止模的情况。本文的分析方法亦可应用到纵向部分填充介质的传输线和其它形状的谐振腔。     

纠缠相干态的制备

提出了一个利用单一的二能级原子和处于相干态的腔模来制备Bell型和簇型纠缠相干态的方案。并对这两种纠缠相干态进行了讨论。让一个单一的二能级原子和两个Remsey zones以及两个处于相干态的腔模相互作用,并通过原子测量,就可以在分离的腔中实现Bell型纠缠相干态的制备。通过增加Remsey zones 和腔模就可以制备簇型纠缠相干态。原子和每个腔模的相互作用时间均为 ,其中 是原子和腔的有效耦合常数。最后讨论了方案的实验上的可行性。     

普适性的本征型OBS动力学方程和稳定性分析

本文从慢包络近似的Maxwell方程出发,在优质腔极限下,用非线性介质的静态极化率描述动态极化行为,结合环形腔的边界条件,并在平均场近似和只考虑共振模的情况下,导出了输出光场标度化复振幅x(x=xe~(iφ))所遵循的动力学方程:     

充单同位素Ne的HeNe激光器的一种模式竞争与跳变

在一支HeNe激光器腔长增大的过程中观察了其偏振态的变化,发现它的一种偏振态表现为常亮,另一种偏振态表现为常暗,只有换模时,后者才有机会振荡但又会迅速熄灭,同时它们的光强功率也呈反向变化,这说明两种偏振态的模存在强烈的竞争,且在换模过程中发生了模式跳变,目前尚无对这种现象的具体报道。研究了激光器两种正交模式在腔长调谐时的纵模特性及两种偏振态的光强调谐曲线在频差调整前后的变化,由分析可知:增益介质仅为单同位素Ne是引起两种正交模式偏振异常的原因,并阐述了单同位素Ne对模式竞争的影响。