● 摘要
研究相干瞬态过程对理解光与物质相互作用的动力学过程非常重要，随着人们对原子相干效应认识的不断深入，探索更多更有应用前景的相干效应成为该领域研究的焦点。本文从理论上研究了三能级体系的相干效应及非相干光对相干瞬态过程的高分辨率测量。论文主要分为三个部分，第一部分主要研究了强泵浦弱探测场激发下的梯形三能级系统相干瞬态过程的特点；第二部分研究了类 型三能级体系中相干瞬态过程的高分辨率测量及相干控制；第三部分研究了瑞利型增强瞬态四波混频的外差探测。
第一部分 利用强泵浦弱探测场研究梯形三能级系统相干瞬态过程的特点。
首先系统地研究了无啁啾脉冲所激发的相干瞬态过程中的量子干涉效应。通过对终态布居数在瞬态过程中演化的数值模拟，结合驻相法，得到了由不同通道跃迁产生的量子干涉在终态布居中形成的条纹，其中(I)类干涉类似于多光子跃迁的干涉，(II)类干涉类似于Ramsey干涉，(III)类干涉则是前两类干涉的交叉作用的结果。文中详细讨论了三类干涉产生的物理机制，并结合对三类干涉条纹的比较，分析了量子干涉效应中粒子布居数的动力学演化的特点。其次研究了强啁啾脉冲所激发的相干瞬态过程的特点。通过分析啁啾对缀饰态本征能量的影响，可以得到两低能态间发生绝热布居反转的条件，结合该条件本文详细讨论了啁啾对量子干涉效应的影响，并发现可以通过控制啁啾来选择激发通道，进而实现对粒子布居的控制。最后通过对布居时域演化的模拟分析了共振跃迁振幅与离共振跃迁振幅间的量子干涉效应。
文中还采用了一个简化的物理模型分析(I)类干涉，基于相关理论得到了终态布居解析解。通过对解析解的分析，可以得到量子干涉所产生的条纹的周期及线型函数，它与3.3节的数值模拟恰能互相补充，能够提供相干瞬态过程中的量子干涉效应的完整信息。
第二部分 双延时脉冲对类 三能级体系的相干瞬态过程的高分辨率测量和相干控制
本文提出了一种利用非相干双延时脉冲测量两相距很近的低能态间距的方法。基于相关理论得到的布居调制周期与能态间距的明确关系，从理论上支持了这种测量方法的可行性。通过对两种不同激发场模型所求结果的比较发现，要在时域实现能级间距的准确测量要求激光线宽很大，最小也不能低于能级间距的一半。当激光线宽不能同时覆盖两能级时，就要求激发位置在两能级正中间，否则就无法实现准确测量。而且通过对终态布居的时域变化分析可以得到有关相干态寿命的信息，也就是说这种方法同样可以用于对相干态驰豫的测量。
研究还发现利用双延时脉冲可实现对终态布居数的控制。当两脉冲完全重叠时就会实现光场与原子的最大相干，此时只要选择泵浦脉冲与控制脉冲间相位差是 的奇数倍，就可实现布居数在两低能态的完全陷获。
第三部分 利用非相干光延时四波混频法研究瑞利型增强四波混频
将外差探测法应用于对瑞利型增强瞬态四波混频的研究，基于相关理论得到了此瞬态过程的三阶极化率的表达式和外差拍信号的解析解，并对解析解进行了详细的讨论，信号模拟展示了瑞利型增强极化的吸收谱与色散谱，这是其它探测方法无法得到的。通过对不同的马尔可夫随机场模型中的外差拍信号的比较发现不同场作用的区别仅存在于信号背底中，而对信号线型则没有影响。