原子相干性及其应用研究

光和物质相互作用产生的原子相干效应可以对介质的光学特性进行有效的"剪裁"，改变其吸收，色散，非线性等性质，在量子光学和量子信息科学领域有着重要应用前景，可以用来实现光信息的传输,存储和处理。本项目拟在前期工作的基础上,开展以电磁诱导原子相干效应为核心的如下几个方面的研究内容: .1. Pr:YSO晶体中基于电磁感应透明的静态光脉冲，以及囚禁光脉冲的相干调控和非线性作用的增强；.2. 基于原子相干效应的Kerr非线性的增强，实现两群速度匹配脉冲之间的最大交叉相位调制，应用于量子相位门；.3. 缀饰态表象下自发辐射原子相干效应，实验观测与相关理论分析。. 该研究进一步发展利用原子相干控制光和物质相互作用的手段和方法，为其在量子光学和光物理领域的应用提供有价值的参考。

在项目执行期间，开展了下面几方面的研究工作：.1..研究了稀土参杂的固体材料中基于电磁感应透明的漫光信息的转换。这种慢光信息转换的方法作为光场量子态可控的波分复用方法在未来的全光网络和信息处理中可能找到用途。提出了一种由慢光向静态光脉冲(SPL)直接转化的理论方法.因为不需要将慢光变成两低能级相干的过程，所以SLP的产生更有效.2..在基于相干四波混频的信息转换方面，设计了一种较为特殊的相互作用机制，得益于具有不同相位的四波混频通道之间的相长干涉，观察到了非常高效的连续波四波混频过程；在弱光脉冲的动态传播过程中实现了基于四波混频过程的高效信息转换，为发展利用光量子态的波分复用技术提供了物理基础。.3..提出了一种与位相有关的相干粒子束俘获方案，研究表明原子的黑态及光传播的动力学过程都与相互作用光的位相有关。研究了一种基于位相控制量子干涉的光学开关，这种开关在未来的光学通信以及量子信息中有一定的应用价值。.4..研究了原子的自发辐射相干效应对铷原子吸收光谱的影响。在缀饰态表象下对一个相干驱动的N型四能级系统中观察到的光谱进行了理论分析和模拟计算。.5..研究了四能级梯形系统中利用绝热拉曼过程或部分绝热拉曼过程及适当脉冲实现高能级高效粒子数转移及基态与雷德堡态之间最大相干性建立的方法。