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基于遗传算法的多频段太赫兹类电磁诱导透明超材料传感器的优化设计
1
作者 葛宏义 贾志远 +5 位作者 蒋玉英 张元 吴旭阳 季晓迪 孙振雨 崔光远 《量子电子学报》 北大核心 2025年第3期369-380,共12页
超材料的类电磁诱导透明(EIT)效应提供了一种独特的方法来增强光与物质的相互作用,在高灵敏传感方面显示出巨大的应用潜力。然而,传统的太赫兹超材料优化方法主要依赖于研究者的经验,如何快速优化并实现多频段的高灵敏度仍然具有挑战性... 超材料的类电磁诱导透明(EIT)效应提供了一种独特的方法来增强光与物质的相互作用,在高灵敏传感方面显示出巨大的应用潜力。然而,传统的太赫兹超材料优化方法主要依赖于研究者的经验,如何快速优化并实现多频段的高灵敏度仍然具有挑战性。针对以上问题,本工作采用遗传算法,设计并优化了一种具有类EIT效应的超材料传感器,通过三维电磁场仿真计算与遗传算法的结合实现参数的自动优化。结果表明,使用遗传算法优化结构参数可以减少大量重复的人工操作,提高了设计效率。设计的传感器在0.3~1.5 THz频率范围内产生了三个类EIT透明窗口,通过衬底刻蚀的方法增强了电场与待测分析物的耦合,显著提高了传感器的灵敏度。此外,为验证所设计的EIT超材料作为生物传感器的潜力,还对农药分析物进行了模拟传感。结果表明该传感器能够通过共振频移辨别不同折射率的物质,并且具有多点特征匹配的优势,在传感检测领域具有广阔的发展前景。 展开更多
关键词 光电子学 太赫兹超材料 类电磁诱导透明 多频段 高灵敏度
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太赫兹全介质超材料的类电磁诱导透明效应研究
2
作者 戴仁坤 田江锟 +3 位作者 邹宜足 王豆豆 孔德鹏 马天 《光子学报》 北大核心 2025年第6期125-133,共9页
设计了一种新型双圆柱结构的类电磁诱导透明(EIT)超材料,其基本单元由两个中空的钽酸锂(LiTaO_(3))圆柱组成。通过有限元算法对超材料的光学特性及其类EIT效应进行了模拟分析。模拟结果表明,经过优化设计的超材料能够激发具有极高品质因... 设计了一种新型双圆柱结构的类电磁诱导透明(EIT)超材料,其基本单元由两个中空的钽酸锂(LiTaO_(3))圆柱组成。通过有限元算法对超材料的光学特性及其类EIT效应进行了模拟分析。模拟结果表明,经过优化设计的超材料能够激发具有极高品质因子(Q值约为4.63×10^(4))的环形偶极子共振。通过分析谐振状态下的多极子功率分布图和电磁场的空间分布,验证了超材料谐振是由环形偶极子激发的。进一步优化两个圆柱之间的距离,实现了在1.102 THz附近的类EIT效应,并通过调整结构参数,实现了对EIT效应Q值的有效调控。该类EIT效应是由环形偶极子与磁偶极子之间的耦合作用产生的。所提出的类EIT超材料具有低损耗和易于制备的特点,在生化传感以及高灵敏度光学传感器领域具有重要的应用潜力。 展开更多
关键词 太赫兹 介质超材料 电磁诱导透明 环形偶极子 钽酸锂
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类电磁诱导透明效应在硅基微环谐振腔中的实现与优化 被引量：8
3
作者 王永华 韦丽萍 +4 位作者 臧俊斌 崔丹凤 李艳娜 刘耀英 薛晨阳 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期28-32,共5页
为在硅基光波导上实现类电磁诱导透明效应,设计并加工了基于绝缘体上硅的串联双环结构.通过300℃到1 200℃热氧化退火、缓冲刻蚀液湿法腐蚀以及1 000℃高温氮气退火等波导结构的后期处理,利用垂直光栅耦合的方式输入及输出信号,观测到... 为在硅基光波导上实现类电磁诱导透明效应,设计并加工了基于绝缘体上硅的串联双环结构.通过300℃到1 200℃热氧化退火、缓冲刻蚀液湿法腐蚀以及1 000℃高温氮气退火等波导结构的后期处理,利用垂直光栅耦合的方式输入及输出信号,观测到了类电磁诱导透明效应.分析了两环间不同间距对类电磁诱导透明效应的影响,结果表明:工艺中单环Q值达到5.1×104,类电磁诱导透明效应透明峰的带宽约为500MHz. 展开更多
关键词 集成光学 硅基光波导 热氧化退火 垂直光栅耦合 类电磁诱导透明 微环谐振腔 绝缘体上硅
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级联准Λ-型四能级系统电磁诱导透明特性 被引量：6
4
作者 张连水 庄仲红 +2 位作者 李晓莉 杨丽君 冯晓敏 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期548-553,共6页
双场作用下的Λ-型三能级系统是研究电磁诱导透明(EIT)的基本模型,在此基础上,引入强微波驱动场作用于该系统的激发态能级与另一激发态能级间,就构成了三场作用下的级联准Λ-型四能级系统。通过求解系统的密度矩阵方程,分别研究了耦合... 双场作用下的Λ-型三能级系统是研究电磁诱导透明(EIT)的基本模型,在此基础上,引入强微波驱动场作用于该系统的激发态能级与另一激发态能级间,就构成了三场作用下的级联准Λ-型四能级系统。通过求解系统的密度矩阵方程,分别研究了耦合场和微波驱动场对系统吸收特性的影响。在耦合场和微波驱动场共同作用下,系统的探测吸收谱呈现为Autler-Townes双峰与EIT的叠加,可以用缀饰态理论对此做出合理解释。研究结果表明,Autler-Townes双吸收峰来自于强微波场与系统的相互作用,EIT来源于耦合场与系统的量子相干相互作用。 展开更多
关键词 量子光学 电磁诱导透明 级联准∧-型四能级系统 缀饰态
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基于Rb原子电磁诱导透明的量子干涉实验研究 被引量：6
5
作者 涂鲜花 王谨 +3 位作者 何明 汪毅 江开军 詹明生 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期407-410,共4页
报道了基于85RbD2 线电磁诱导透明 (EIT)的量子干涉现象 ,发现当一耦合光和探测光之间满足拉曼共振条件时出现电磁诱导透明现象 ,在某些条件下也观察到电磁诱导吸收 (EIA)。而当用一束耦合光和一束泵浦光共同作用于 5S1/ 2 ,F =3→ 5P3 ... 报道了基于85RbD2 线电磁诱导透明 (EIT)的量子干涉现象 ,发现当一耦合光和探测光之间满足拉曼共振条件时出现电磁诱导透明现象 ,在某些条件下也观察到电磁诱导吸收 (EIA)。而当用一束耦合光和一束泵浦光共同作用于 5S1/ 2 ,F =3→ 5P3 / 2 ,F′ =3和 5S1/ 2 ,F =3→ 5P3 / 2 ,F′ =4能级上时 ,探测光的吸收谱表现出三峰结构 。 展开更多
关键词 RB原子 实验研究 量子干涉 电磁诱导透明 铷原子
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倒Y型四能级原子系统中电磁诱导透明的相干控制 被引量：4
6
作者 戈燕 花轩 +2 位作者 张蕾 刘练珍 张向阳 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期177-182,共6页
研究了倒Y型四能级原子系统中相干控制电磁诱导透明.应用微扰理论给出一阶近似条件下,不同控制场原子系统对探测光场响应的解析式及电磁诱导透明窗宽度的解析式.在探测场为弱场时,分析了系统中控制光场强度、耦合光场强度及其失谐量对... 研究了倒Y型四能级原子系统中相干控制电磁诱导透明.应用微扰理论给出一阶近似条件下,不同控制场原子系统对探测光场响应的解析式及电磁诱导透明窗宽度的解析式.在探测场为弱场时,分析了系统中控制光场强度、耦合光场强度及其失谐量对电磁诱导透明窗的影响.研究发现电磁诱导透明窗随控制光场强度的增强变宽,而随耦合光场强度的增强变窄,当探测光场与耦合光场偏离双光子共振时,透明窗外的吸收增加,透明窗变宽.在弱探测场、弱控制场条件下,分析了初始时刻原子处在相干叠加态时的相对相位、相对强度与探测场和控制场的相对相位等对系统吸收特性及透明窗的影响.结果表明探测场与控制场的相对相位对吸收的影响与相干叠加态中两能级之间几率幅的相对相位对吸收的影响作用相反,系统在两下能级干涉极大时,存在一个很宽的透明带.应用缀饰态理论和量子相干理论对所得结果进行了解释. 展开更多
关键词 量子光学 电磁诱导透明 相干控制 相干叠加态 双光子共振 缀饰态理论
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冷^(85)Rb原子D_2线电磁诱导透明的实验研究(英文) 被引量：3
7
作者 王谨 涂鲜花 +4 位作者 江开军 李可 孔令波 熊宏伟 詹明生 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期535-539,共5页
对85Rb原子D2线三能级系统的电磁诱导透明进行了详细的实验研究。得到了不同耦合强度下探测光的吸收线型, 并对气室中热原予与磁光阱中冷原子的电磁诱导透明光谱进行了比较。
关键词 电磁诱导透明 冷原子 磁光阱
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电磁诱导透明现象的研究进展 被引量：3
8
作者 李晓莉 张连水 +1 位作者 李晓苇 杨丽君 《河北大学学报（自然科学版）》 CAS 2004年第3期315-319,共5页
综述了近年来著名的电磁诱导透明(EIT)现象的研究进展,对这一现象的物理机制进行尝试性探讨;并对电磁诱导透明现象与强电磁场作用下的动态Stark分裂现象进行了比较.结果表明,上述2种现象的物理机制具有微妙差别.
关键词 电磁诱导透明 三能级体系 动态Stark分裂
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利用石墨烯-金属复合结构实现太赫兹电磁诱导透明超表面主动调控 被引量：2
9
作者 李泉 刘姗姗 +1 位作者 路光达 王爽 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第8期340-345,共6页
近年来,在超表面中实现对电磁诱导透明的主动式调控引起了越来越多的研究兴趣。采用石墨烯-金属复合结构,设计并研制了一种新颖的调制策略,通过同时施加光泵和偏置电压改变石墨烯的电导率,在太赫兹波段实现了一种主动式电磁诱导透明超表... 近年来,在超表面中实现对电磁诱导透明的主动式调控引起了越来越多的研究兴趣。采用石墨烯-金属复合结构,设计并研制了一种新颖的调制策略,通过同时施加光泵和偏置电压改变石墨烯的电导率,在太赫兹波段实现了一种主动式电磁诱导透明超表面,其在透射窗口频率处的振幅调制深度可达73%。模拟和理论分析表明,其内在物理机理在于石墨烯对金属谐振结构的短接作用,石墨烯的电导率越大,短接效果越明显,谐振强度也越弱。该石墨烯-金属复合超表面为设计紧凑的主动式太赫兹光开关器件提供了一种实现途径,在太赫兹通信中具有潜在的应用前景。 展开更多
关键词 主动调控 电磁诱导透明 石墨烯 超表面 太赫兹
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Tripod型双电磁诱导透明原子系统中压缩光的传输（英文） 被引量：1
10
作者 李媛 徐雪原 +3 位作者 张维 高伟清 张俊香 徐进章 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期74-78,共5页
采用海森堡-朗之万方法理论研究了Tripod型双电磁诱导透明原子系统中压缩态探针场的传输特性.研究结果表明:通过双透明窗口压缩光可实现双通道传输,且每个通道可以被独立操控;当两束耦合场的频率失谐相等时,输出探针场的压缩度可以得到... 采用海森堡-朗之万方法理论研究了Tripod型双电磁诱导透明原子系统中压缩态探针场的传输特性.研究结果表明:通过双透明窗口压缩光可实现双通道传输,且每个通道可以被独立操控;当两束耦合场的频率失谐相等时,输出探针场的压缩度可以得到更好的保持.此外,输出探针场的压缩度可以通过耦合场的拉比频率、原子的光学厚度和基态退相干率以及探测频率来操控.该研究结果为进一步优化多通道量子存储提供依据. 展开更多
关键词 量子光学 电磁诱导透明 压缩光 量子噪声 探测频率 Tripod型系统
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双窗口电磁诱导透明的相干瞬态研究 被引量：1
11
作者 张连水 王健 +2 位作者 冯晓敏 杨丽君 李晓莉 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期193-198,共6页
通过求解准A-型四能级系统的含时密度矩阵方程,研究了系统从单窗口电磁诱导透明(EIT)向双窗口EIT转换的相干瞬态过程。该过程表现为一种量子拍频形式,并利用缀饰态理论很好地解释了量子拍频的规律,指出这种量子拍频效应源于射频驱动场... 通过求解准A-型四能级系统的含时密度矩阵方程,研究了系统从单窗口电磁诱导透明(EIT)向双窗口EIT转换的相干瞬态过程。该过程表现为一种量子拍频形式,并利用缀饰态理论很好地解释了量子拍频的规律,指出这种量子拍频效应源于射频驱动场所引起劈裂能级间的量子相干。结果表明:当探测场与相应的裸态跃迁能级共振作用时,拍频频率等于射频驱动场Rabi频率的二分之一;当探测场与强射频驱动场和原子系统相互作用所产生的缀饰态跃迁能级共振时,拍频频率等于射频驱动场的Rabi频率。 展开更多
关键词 量子光学 电磁诱导透明 相干瞬态 量子拍频 缀饰态
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基于电磁诱导透明效应的光信息存储 被引量：1
12
作者 宋昭远 刘晓东 +2 位作者 陈月娥 韩颖 侯蓝田 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2008年第6期44-46,共3页
光信息存储在未来的全光通信和量子信息领域有着重要的意义,并且是当今高速光信号处理的瓶颈。阐明电磁诱导透明效应的物理机制及基于该机制的光信息存储理论,说明了该领域的发展及在未来的全光通信和量子信息领域的应用。指出光脉冲的... 光信息存储在未来的全光通信和量子信息领域有着重要的意义,并且是当今高速光信号处理的瓶颈。阐明电磁诱导透明效应的物理机制及基于该机制的光信息存储理论,说明了该领域的发展及在未来的全光通信和量子信息领域的应用。指出光脉冲的存储时间、存储保真度以及存储条件的简化等是制作实用化光存储器的关键。 展开更多
关键词 电磁诱导透明 光速减慢 光信息存储 群速度
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探测功率展宽效应引起的电磁诱导透明向电磁诱导吸收的转化 被引量：1
13
作者 张建飞 李晓莉 +1 位作者 孙江 郭树青 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期671-676,共6页
本文对准L型四能级系统中探测功率展宽效应引起的非线性效应进行了理论研究.准L型四能级系统包括三个基态精细结构能级和一个激发态能级,除光学耦合场和探测场分别激励一个基态精细结构能级和激发态能级之间的跃迁外,附加了一个射频驱... 本文对准L型四能级系统中探测功率展宽效应引起的非线性效应进行了理论研究.准L型四能级系统包括三个基态精细结构能级和一个激发态能级,除光学耦合场和探测场分别激励一个基态精细结构能级和激发态能级之间的跃迁外,附加了一个射频驱动场作用于其中一个基态精细结构能级和另一个新的基态精细结构能级之间,并通过与耦合场驱动共同能级建立量子相关性.研究结果表明,在射频驱动场的辅助激励下,探测功率展宽效应不仅可以使EIT的线宽增宽,还能引起吸收曲线中的类色散特性,使EIT最终变化为EIA. 展开更多
关键词 电磁诱导透明 电磁诱导吸收 射频驱动场 探测功率展宽
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单光子和双光子电磁诱导透明谱的相干调制
14
作者 牟俊杰 侯邦品 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期661-665,共5页
采用一束相干外场作用在倒Y模型原子的基态与另外状态构成的跃迁上,实现对单光子和双光子电磁诱导透明谱的调制.经研究发现相干外场对单光子和双光子的吸收性质有类似的影响效果.由于相干外场的作用,吸收谱的共振点附近出现吸收峰将原... 采用一束相干外场作用在倒Y模型原子的基态与另外状态构成的跃迁上,实现对单光子和双光子电磁诱导透明谱的调制.经研究发现相干外场对单光子和双光子的吸收性质有类似的影响效果.由于相干外场的作用,吸收谱的共振点附近出现吸收峰将原单重透明谱分裂为双重透明谱.诱导的吸收峰的高度和透明谱的频谱宽度与相干外场的强度有密切关系.并用缀饰态理论解释了这些物理现象.这些研究对多通道光通信以及对原子光学性质的调控方面有积极意义. 展开更多
关键词 单光子电磁诱导透明 双光子电磁诱导透明 相干调制.
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调谐耦合场作用下的电磁诱导透明和增益
15
作者 李晓莉 张连水 +1 位作者 杨悦 杨丽君 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期70-77,共8页
在通常的Λ型三能级系统中,耦合场和探测场分别与一对光学跃迁能级发生相互作用,使探测吸收曲线上出现线宽极窄的电磁诱导透明(Electromagnetically Induced Transparency,EIT)特性。本文采用调谐耦合场同时激励两个基态精细结构能级与... 在通常的Λ型三能级系统中,耦合场和探测场分别与一对光学跃迁能级发生相互作用,使探测吸收曲线上出现线宽极窄的电磁诱导透明(Electromagnetically Induced Transparency,EIT)特性。本文采用调谐耦合场同时激励两个基态精细结构能级与激发态能级之间的跃迁,使系统同时呈现EIT和自发诱导相干凹陷两种特性,甚至出现EIT增益现象。详细讨论了耦合场调谐过程中探测吸收曲线的变化规律。研究结果表明:本系统中EIT和自发诱导相干凹陷之间存在相干作用,而且当调谐耦合场的激发频率满足一定条件时,它们之间的相干作用变得很显著,使EIT上出现增益现象。 展开更多
关键词 电磁诱导透明 增益 自发诱导相干凹陷 调谐耦合场
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利用电磁诱导透明建立强Kerr非线性和光子开关的单光子失谐容限
16
作者 徐俊 胡响明 《华中师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期437-440,共4页
在三能级介质中,产生电磁诱导透明的条件是双光子共振,对单光子失谐没有限制.本文得到的结果显示:将微扰引入电磁诱导透明产生强非线性光学效应时,给单光子失谐带来明显限制.具体来说,当电磁诱导透明效应用于制备强Kerr非线性介质和设... 在三能级介质中,产生电磁诱导透明的条件是双光子共振,对单光子失谐没有限制.本文得到的结果显示:将微扰引入电磁诱导透明产生强非线性光学效应时,给单光子失谐带来明显限制.具体来说,当电磁诱导透明效应用于制备强Kerr非线性介质和设计光子开关时,单光子失谐量的取值范围应远小于耦合场和信号场的强度比与微扰跃迁的失谐量或衰减速率之积. 展开更多
关键词 电磁诱导透明 非共振跃迁 强Kerr非线性 光子开关
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基于调制射频场电磁诱导透明光谱的工频电场测量 被引量：4
17
作者 张淳刚 李伟 +2 位作者 张好 景明勇 张临杰 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期154-160,共7页
利用双光子(852 nm和509 nm)激发方式实现了铯原子53S_(1/2)里德堡态制备,并研究了射频电场导致的交流斯塔克效应作用下53S1/2里德堡原子的电磁诱导透明光谱。通过改变射频电场幅度,得到了电磁诱导透明光谱斯塔克频移与电场幅度的关系... 利用双光子(852 nm和509 nm)激发方式实现了铯原子53S_(1/2)里德堡态制备,并研究了射频电场导致的交流斯塔克效应作用下53S1/2里德堡原子的电磁诱导透明光谱。通过改变射频电场幅度,得到了电磁诱导透明光谱斯塔克频移与电场幅度的关系。实验中将工频电场幅度调制到射频电场,实现了工频电场场强的可溯源测量,场强灵敏度达到0.37 V/cm,测量动态范围为37.2 dB。同时获得了工频电场频率的精确测量,频率测量的不确定度优于0.1%。 展开更多
关键词 里德堡原子 电磁诱导透明光谱 斯塔克频移 射频电场 工频电场
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基于全介质超表面的电磁诱导透明研究 被引量：6
18
作者 胡森 刘丹 杨河林 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期211-219,共9页
设计了一种基于TiO2介质的全介质电磁诱导透明超表面模型,该结构由两根十字垂直交叉的介质棒和四个介质方块组成.在入射电磁场的作用下,介质棒中直接被入射电磁场激励的米氏电谐振通过相互耦合作用激发了介质方块中的磁共振,并产生谐振... 设计了一种基于TiO2介质的全介质电磁诱导透明超表面模型,该结构由两根十字垂直交叉的介质棒和四个介质方块组成.在入射电磁场的作用下,介质棒中直接被入射电磁场激励的米氏电谐振通过相互耦合作用激发了介质方块中的磁共振,并产生谐振模之间的相消干涉,从而产生了类电磁诱导透明现象.利用电磁仿真软件和双谐振子耦合模理论,模拟计算和定量分析了类电磁诱导透明效应,结果表明:在电磁波正入射下,该结构在0.552THz处产生一透射率接近96%的透明窗口.由于其结构单元具有4度旋转对称性和多个暗模谐振元素,使得诱导透明效应出现较宽频带且呈现出对入射电场极化方向不敏感的特性. 展开更多
关键词 超表面 电磁诱导透明 仿真 全介质 米共振 极化不敏感
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室温原子气室中基于电磁诱导透明和吸收效应的微波电场测量 被引量：2
19
作者 刘笑宏 梁洁 +2 位作者 陈常军 黄巍 廖开宇 《华南师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2020年第3期10-16,共7页
基于里德堡原子的量子干涉效应,对微波电场的溯源进行测量.该方法使用室温铷原子气室作为探头,通过对双光子电磁诱导透明、三光子电磁诱导透明和三光子电磁诱导吸收效应的Autler-Townes分裂进行理论分析,并讨论了原子散粒噪声的测量极限... 基于里德堡原子的量子干涉效应,对微波电场的溯源进行测量.该方法使用室温铷原子气室作为探头,通过对双光子电磁诱导透明、三光子电磁诱导透明和三光子电磁诱导吸收效应的Autler-Townes分裂进行理论分析,并讨论了原子散粒噪声的测量极限.该方法不仅适用于微波电场的可溯源、自校准测量,还可被用于微波电场的亚波长成像以及矢量测量,将为进一步实现原子微波探头的小型化和集成化提供参考. 展开更多
关键词 里德堡原子 电磁诱导透明效应 电磁诱导吸收效应 Autler-Townes分裂 微波测量
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塞曼能级电磁诱导透明暗态的演化 被引量：1
20
作者 文林芳 方建兴 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期706-712,共7页
利用数值方法研究了超精细能级分裂的原子系统中电磁诱导透明暗态随时间的演化和驻波光场中稳态布居的空间相关性。考虑圆偏振和线偏振两种极化方案,并且将组合后的结果与简单三能级情况相比较。分析结果表明,圆偏极化方式下暗态的布居... 利用数值方法研究了超精细能级分裂的原子系统中电磁诱导透明暗态随时间的演化和驻波光场中稳态布居的空间相关性。考虑圆偏振和线偏振两种极化方案,并且将组合后的结果与简单三能级情况相比较。分析结果表明,圆偏极化方式下暗态的布居分布比线偏极化方式下更接近简单三能级的分析结果,而且圆偏极化方式下的局域化分辨率更好。演化的过程还说明,系统达到稳态需要足够长的相互作用时间。 展开更多
关键词 量子光学 电磁诱导透明 暗态 塞曼能级 数值计算
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