● 摘要
摘 要
自上世纪六十年代激光技术出现以来,物理学的理论研究可以在强光光源上得到实验上的论证。这使得一些领域尤其以量子力学为主导的量子光学和非线性光学得到了空前的发展。其中以激光场与物质相互作用为背景下的量子相干在量子光学领域中发挥着重要的作用,由此引发的非线性现象成为了目前比较热门的前沿课题,例如熟知的电磁诱导透明、相干布局捕获,以及无反转激光等现象。我们知道量子相干是光与物质发生相互作用时相干场使原子的不同能级发生关联,从而使粒子发生多通道跃迁引起的现象。而且实验上构造量子相干的方法有很多种。比如当原子在不同能级之间跃迁时会伴随有自发辐射现象的产生,而由自发辐射通道之间所引起的相干称之为自发辐射相干。
关于自发辐射的研究工作已经开展很多年了,而且由自发辐射诱导产生的相干对量子光学领域里的一些光学效应可以产生显著的影响。但是在实验上一直很难构建出稳定的自发辐射相干系统。尽管如此,人们依然探索出了新的方法在实验上去模拟这一物理过程。并且在此基础上关于自发辐射相干的研究取得了一些突破性的进展。例如,自发辐射相干引起光场吸收和散射的变化、瞬态增益的增强、无相干泵浦条件下的无粒子数反转,以及三阶克尔非线性在零吸收下的增强等等。
在非线性光学中,三阶克尔效应的研究是目前人们关注比较多的一种光学效应。因为克尔效应在产生单光子光学孤子以及增强折射率等方面有着广泛的应用。因此对于能够获取增强的三阶克尔非线性同时能抑制吸收是有重要的实际意义的。本文的主要工作就是在考虑自发辐射相干存在的条件下,讨论相对相位对克尔非线性的影响。论文主要分为四个部分：
第一部分,主要是对一些物理现象的概述。以量子相干、自发辐射相干、克尔非线性等为重点作出具体的理论解释,从而对本文的主要研究内容作理论基础。第二部分,介绍本文的研究方法：光与物质相互作用的半经典理论。主要是了解密度矩阵方法和概率幅两种量子力学计算方法。第三部分,是本文的主要工作,针对在自发辐射存在的条件下研究相对相位对三阶克尔非线性的影响,并研究发现对相对相位的调制可以使三阶克尔非线性有增强的趋势并伴随零吸收。最后一部分,是对全文工作的一个总结以及对非线性光学和量子光学领域的展望。
关键词: 自发辐射相干，克尔非线性，量子相干