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利用量子相干控制光与物质相互作用过程可以出现很多有重要意义的量子效应,例如原子系统中的相干布居捕获、电磁诱导透明、克尔非线性增强等等,这些物理现象都引起了人们的极大关注。在探索新颖量子干涉现象物理机制的同时,越来越多的工作致力于将量子相干控制技术转化为实际应用,如基于电磁诱导透明的光学延迟、超快光学开光、原子光刻等等。本文主要研究了在原子系统内利用量子相干调控光学延迟、快慢光转变、光学双稳、光学谐振腔性能的控制方法及原理,主要内容与创新点为: 1.研究了四能级(Λ)型系统内双暗态相互作用下的光学延迟特性。发现与(Λ)型单暗态共振系统相比,双暗态共振系统可以导致慢光脉冲光学延迟与延迟带宽积的根本性增加。另外,通过调整参数可以有效抑制脉冲形变。 2.提出了利用四能级(Λ)型系统实现快光与慢光之间转变的方案。研究表明,在合适的强探测场及控制场失谐等条件下,与单电磁诱导透明系统相比,双电磁诱导透明系统可导致慢光脉冲透射率增强几倍,超光速脉冲透射率甚至可以增强几个数量级,而同时没有大的脉冲形变。该特性的物理原因是系统的非线性效应被显著增强。 3.研究了N型主动拉曼增益原子系统内多普勒加宽对光学双稳特性的影响。结果表明在室温条件下,该系统的多普勒效应可以显著增强介质色散同时能有效抑制探测场增益,从而导致了光学双稳类型由色散增益混合型到色散型的转变。 4.提出了利用四能级N型主动拉曼增益原子系统的多普勒效应实现腔线宽变窄的方案。与冷原子介质相比,室温介质的多普勒效应导致的增益与色散增强可以将该系统的腔线宽压窄几个数量级。