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光抽运双光子激光朗之万量子理论

一、引 言 单光子激光巳广泛为人们所研究“-’‘.双光子激光,由于可以构成高功率光学放大器和可调谐源,以及与物质相互作用具有自组织的特点而为人们所广泛研究.Prokhorov’‘。首先提出获得双光子激光的可能性,Nikolaus等人回首先在产生双光子激光实验方面进行了探索.在理论上采用多种方法对双光子激光进行了研究“’‘. 目前,激光抽运引起了人们广泛的兴趣,它可以作为频率标准,同时又可将抽运激光辐射变换到其它光谱范围.郭光灿’‘“对光抽运单光子激光进行了量子理论分析.本文采用同样的方法处理光抽运双光子激光.双光子场与原子相互作用主等效哈密顿量描述,损失机制采用双光子损耗机制’‘’刁. 二、激光场朗之万方程 采用与文献[10]相同的系统和符号,如图 1和图 2所示.不过,这里能级 3)和g2}宇称相同,从而产生双光子激光. 相应的原子能级算符 。,一)一十乙(川oD)’‘’]一。,Z,5,() Nry缓变的原子平均反转算符 X;...  (本文共5页) 阅读全文>>

《物理学报》1992年10期
物理学报

关于双光子激光损耗机制的研究

近期对双光子Jaynes—Cummirigs(缩写为J—c)模型的研究表明旷”,在一定条件下。可以用等效双光子J—c模型描述级联双光子J—c模型,这时系统主要发生的是双光子跃迁.以往的许多双光子激光理论从等效双光子激光模型出发,假设原子的损耗过程展现为单光子跃迁过程瞄“’.那么,在双光子激光中,激活原子的损耗过程究竟是基于单光子跃迁过程还是双光子跃迁过程损耗?这是一个值得探讨的问题.同时,单光子激光的Lamb—Scully理论的出发点明是认为激活原子的损耗主要由于真空起伏,因而可忽略热光场的影响.那么,双光子激光的Lamb—Scully理论u叫也可以这样处理吗?这些都是关于双光子激光损失机制需要研究的问题. 本文利用非相对论量子电动力学理论,分别研究热光场和真空辐射场与级联三能级原子的双光子作用过程,证明激活原子的热噪声损耗起着不可忽视的重要作用,而且原子损耗过程表现为双光子跃迁损失过程.文中着重分析双光子激光损耗过程中.使真空...  (本文共8页) 阅读全文>>

《红外与激光工程》2011年01期
红外与激光工程

双光子光折变晶体中屏蔽光伏空间灰孤子

0引言光折变空间孤子是指在光折变介质中无衍射向前传播的光束,由于它在光学信息处理、光开关、光学集成、光互联以及光计算等许多方面具有广阔的潜在应用前景,因而成为近年来光折变非线性光学领域的一个研究热点。迄今为止,已经证明了在光折变晶体中存在的空间孤子包括:瞬态孤子[1-2]、屏蔽孤子[3]、光伏孤子[4-5]和屏蔽-光伏孤子[6-7]。与此同时,关于孤子对的非相干耦合等问题也得到了广泛的研究[8-9]。上述空间孤子的研究都是针对单光子光折变材料,2003年,Castro-Camus等人[10]提出了一个新的双光子光折变模型。2005年,侯春风等人[11]率先对基于双光子光折变效应的空间孤子进行了研究,并给出了初步的研究结果。随后他们预测了亮孤子、暗孤子、灰孤子、非相干耦合亮-亮、暗-暗及亮-暗双光子空间孤子对可以存在于双光子光折变介质中[12-15]。最近Zhang G Y等人[16]预言了双光子屏蔽-光伏孤子的存在。但他们只研究...  (本文共5页) 阅读全文>>

《现代化工》2009年10期
现代化工

双光子诱导有机光致变色材料的研究进展

在20世纪人们很容易实验验证和理解一般物质的单光子激发和发射过程,即分子或原子吸收一个光子由低能态跃迁到高能态,再由高能态回落到低能态发射光子的过程。然而一个粒子受激发发生双光子吸收的概率是很小的,对于光子吸收和光子发射不能完全与经典图像对应,而应该是态的变化,吸收或发射一个光子对应着粒子的一个态的变化,此处的态应该是量子力学中某种耦合下的态,至于能否发生吸收过程则与基态和激发态之间的重叠大小有关。有关双光子吸收的研究,早在1931年G ppert-Mayer就提出双光子吸收的概念,他从量子理论角度预言同时吸收2个光子,能把原子或分子从低能态经过虚拟的中间态而跃迁到高能态。但是中间虚拟态在当时技术水平很难用常规的测试手段验证,然而经过30年以后,这一预言终于在第一台激光出现的第2年(1961年),通过Kaiser和Garrett[1]首次报道了用红宝石激光通过双光子诱导无机CaF2:Eu2+晶体的荧光频率上转换实验得以实验验证。...  (本文共6页) 阅读全文>>

《重庆师范大学学报(自然科学版)》2007年01期
重庆师范大学学报(自然科学版)

二次康普顿散射和产生双光子的康普顿散射

康普顿散射在基础物理学[1]中占有十分重要的地位。随着康普顿散射研究的深入,它的应用越来越广泛[2-5]。通过康普顿散射可以对物质内部进行检测、分析。一般资料[6-9]对其只介绍了最理想的情况———入射光子与静止、自由电子的相互作用,利用能量守恒和动量守恒定律,推导出康普顿散射公式Δλ=λ′-λ=hm0c(1-cosθ)其中θ为散射角,m0为散射前静止电子质量,λ、λ′分别为散射前后光子的波长。事实上,由于电子不可能脱离它所处的环境,总要受到一些限制,比如核对电子的束缚、电子本身的动能以及电子间的相互作用等,而这些对康普顿散射都要产生影响,因而研究非理想状态的康普顿散射无疑显得十分重要。本文则是从二次散射、双光子散射角度来讨论康普顿散射。1二次康普顿散射如果在康普顿散射中,入射光子被电子散射后,没有直接以光子的形式辐射出来,而是再次或多次被散射体中的其它电子散射后才被辐射出来,即发生了二次或多次散射,那么这将会对康普顿散射结果产...  (本文共4页) 阅读全文>>

《精细化工》2006年12期
精细化工

双光子诱导荧光材料的研究进展

在强脉冲激光激发下,利用近2倍于样品的线性吸收波长的光源激发该样品,使其通过一个虚中间态直接吸收两个光子跃迁到高能量的过程称为双光子吸收。但由于一般材料的双光子吸收截面通常要比单光子吸收截面小许多个数量级,双光子吸收的实际应用受到限制。1990年Cronell大学的Denk[1]等首次结合双光子过程和扫描共焦显微成像系统获得生物样品体内的荧光像,并讨论了双光子吸收在光动力学治癌、双光子荧光显微技术、光学限幅等方面的应用。此后基于双光子吸收过程的分子设计、材料合成及光学性能的研究成为光电子等领域的热点。分子同时吸收两个光子到达激发态,然后产生荧光的过程称为双光子诱导荧光。与单光子荧光相比,双光子荧光所用的激发波长较长,激发波段位于常见有机分子无线性吸收的红外或近红外区域,化合物在长波的激发光中具有较好的光化学稳定性,同时激发光在介质中的散射大为降低、穿透力大大增强;另外在双光子激发中光吸收与入射光强度的平方成正比,采用紧聚焦或双光...  (本文共4页) 阅读全文>>