分子磁体介质中的光子存储及相关性质的研究

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近年来,电磁诱导透明现象在量子光学领域中引起了研究人员的广泛兴趣。电磁诱导透明可以使介质的光学特性发生明显的变化,主要表现为:介质的色散增强,线性吸收减少;易于相干控制原子与光量子态之间的转化。因此,电磁感应透明效应十分重要,它有着许多潜在的应用。其中包括量子信息计算,光学多波混频,光子存储,无反转激光和光学双稳态等。首先,介绍了分子磁体的发展历程和基本性质,然后给出了分子磁体与电磁场相互作用的哈密顿量。以分子磁体为介质,研究了探测光的存储与提取的过程。在这里,我们是将分子磁体简化为一个双Λ型四能级模型。通过薛定谔方程求解探测场的传播方程并得到其近似解析表达式。讨论并数值模拟了探测场光子的存储与提取过程。其次,理论研究了分子磁体中的电磁诱导透明现象。在双Λ型四能级分子磁体模型中,利用概率幅方法求解出密度矩阵方程,其研究结果表明:电磁诱导透明现象的发生明显的依赖控制场的失谐量与控制场的拉比频率。紧接着,运用海森堡方程求解其密度矩阵,我们从理论上研究了环型腔中分子磁体系统的光学双稳态及其相干控制,结果表明:通过控制失谐量,能级分裂间隔等耦合参数,可以使其光学双稳态现象明显发生。
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