坦提出了光量子概念，成功地解释了光电效应。从光量子概念提出开始，人们开始用量子方法研究光与原子相互作用。在年第台激光器研制成功之后，对光与原子相互作用研究进入了个新阶段，量子光学也发展成比较完整理论。而在量子光学中，研究光与原子相互作用主要采用两种方法种是半经典处理方法，另种是全量子处理方法。在半经典理论中，万方数据三脚架型四能级原子中电磁感应光栅研究光场使用经典麦克斯韦理论描述，而原子系统采用量子化分立能级来描述。在全量子理论中，光场也采用了量子化方法来描述，即用算符来描述。半经典理论是种近似理论，全量子理论是种严格描述物理现象理论。但在很多情况下，使用半经典理论得出结果与全量子理论基本没有区别，在很多研究中都使用是半经典理论来研究光与原子相互作用。在光与原子相互作用研究中，人们发现了些新奇物理现象。当共振光场照射到原子上时，会被原子吸收，使原子跃迁到上能级。但是，当对应万方数据,万方数据第章绪论第章绪论在现代社会，信息容量越来越大，需要存储和传输信息量也呈爆炸式增长。而传统信息传输媒介是电缆，需要传输信息是通过电子来传输。电缆制造需要大量金属和其它资源，资源短缺性使得靠增加电缆生产来满足信息传输需要是不现实。而且，电子能够传输信息量也是非常有限，且靠电子来传输信息会消耗大量能量，另外电子在传输过程中会与周围环境相互作用，影响传输准确性。更重要是，现在信息安全日益受到重视，电子传输信息容易被泄漏和窃听，对信息安全构成较大威胁。这些都需要新信息传输媒介和信息传输载体。而光子具有传播速度快无质量特点，使得它能够承载比电子多得多信息，且光子不带电，所以不会和周围环境相互作用，能够更加准确地传输信息，而且不会和电子样在传输过程中产生大量热而消耗能量。最重要是，使用光子来传输信息，大大增加了信息传输保密程度，使信息传输更安全。而光子传输媒介光缆，所需要资源远远小于电缆，在定程度上缓解了资源问题。所以，在信息传输领域，光传输比电子传输有很大优势。在信息存储领域中，信息存储和提取主要仍然靠电来驱动，受到电子质量和电性等特性限制，信息存取效率就受到限制。而光子既无质量又无电性，且传播速度快，因此用光来驱动信息存取，效率会比用电来驱动高很多，因此有很好发展前景。在计算领域，处理器工艺水平越来越高，达到了纳米量级，继续减小尺度时量子效应越来越明显，制约着计算速度和处理器工艺提高。而利用光与原子相互作用光量子计算正是利用了小尺度量子效应实现计算过程，可以实现运算速率与传统计算方式相比是质区别，将会带来计算领域革命。所以，无论是在通信存储还是在计算领域，利用光子来代替电子，都是不可避免发展趋势。这就要求对光与原子相互作用过程进行系统研究。人们对光研究从波动光学建立起，就到了个系统研究阶段，成功地解释了光折射反射和衍射等物理现象，但是却无法解释新发现如光电效应等现象。年，爱因斯坦提出了光量子概念，成功地解释了光电效应。从光量子概念提出开始，人们开始用量子方法研究光与原子相互作用。在年第台激光器研制成功之后，对光与原子相互作用研究进入了个新阶段，量子光学也发展成比较完整理论。而在量子光学中，研究光与原子相互作用主要采用两种方法种是半经典处理方法，另种是全量子处理方法。在半经典理论中，万方数据三脚架型四能级原子中电磁感应光栅研究光场使用经典麦克斯韦理论描述，而原子系统采用量子化分立能级来描述。在全量子理论中，光场也采用了量子化方法来描述，即用算符来描述。半经典理论是种近似理论，全量子理论是种严格描述物理现象理论。但在很多情况下，使用半经典理论得出结果与全量子理论基本没有区别，在很多研究中都使用是半经典理论来研究光与原子相互作用。在光与原子相互作用研究中，人们发现了些新奇物理现象。当共振光场照射到原子上时，会被原子吸收，使原子跃迁到上能级。但是，当对应,万方数据参考文献,贾晋芳，四能级中电磁感应光栅研究太原山西大学,Ξ赵凯华，钟锡华光学北京北京大学出版社,万方数据致谢致谢两年研究生生活即将结束，在这里，我要感谢我导师董雅宾副教授。他严肃认真态度寻根究底精神，深深地影响了我，使我在研究中能够步个脚印，扎扎实实地前进。而在我陷入迷茫和困惑时，是董老师耐心细致讲解帮助我理清了思路明确了方向，解决了个又个难题，顺利地完成了科研任务。在做实验遇到困难时，又是董老师孜孜不倦地讲解和手把手地指导，才使我逐渐掌握了实验技能。我还要感谢给我授课老师们，张俊香教授和张宽收教授深入细致讲解使我获益匪浅，对我研究工作起到了很大帮助作用。另外，在两年时间里，给我印象非常深还有这里老师投身科研精神，他们迎难而上积极进取态度值得我学习和效仿。今后不论做什么工作，他们面对困难态度永远都是我前进动力。在研究生生活中，王彦华老师杨荣国老师翟泽辉老师和姚景芹老师在学习和生活中给了我很多关心和帮助，在这里向他们表示深深感谢。我还要感谢身边同学和舍友，是他们在我学习和实验过程中给了我很大帮助和支持，帮助我克服了遇到许许多多困难。最后，我要感谢父母长期以来对我理解和支持，有他们坚强后盾，我才有勇气直面困难，披荆斩棘。两年生活短暂而充实，两年里，我学习和掌握了很多理论研究和实验技能，这些都离不开老师和同学帮助。在这里，再次感谢所有关心和帮助过我老师和同学。万方数据致谢万方数据攻读学位期间取得研究成果攻读学位期间取得研究成果，已接收。万方数据攻读学位期间取得研究成果万方数据个人情况及联系方式个人情况及联系方式郭耀华，男，至辽宁大学应用物理学本科至山西大学物理电子工程学院光学工程硕士通信地址山西省太原市坞城路号山西大学物理电子工程学院，电子邮箱万方数据个人情况及联系方式万方数据承诺书万方数据三脚架型四能级原子中电磁感应光栅研究作者郭耀华学位授予单位山西大学引用本文格式郭耀华三脚架型四能级原子中电磁感应光栅研究学位论文硕士山西大学届硕士学位论文三脚架型四能级原子中电磁感应光栅研究作者姓名郭耀华指导教师董雅宾副教授学科专业光学工程研究方向光与原子相互作用培养单位山西大学物理电子工程学院学习年限年月年月二〇四年六月万方数据万方数据承诺书承诺书本人郑重承诺所递交硕士学位论文是经过导师指导，个人独立完成，此学位论文知识产权属于山西大学。倘若今后以其他单位名义发表与此论文相关内容，本人将会承担法律责任。除其中已注明所引用参考文献之外，该论文没有任何其他集体或者个人已经发表过科研成果。作者签名年月日万方数据学位论文使用授权声明学位论文使用授权声明本人完全了解山西大学有关保留使用学位论文规定，即学校有权保留并向国家有关机关或机构送交论文复印件和电子文档，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印缩印或扫描等手段保存汇编学位论文。同意山西大学可以用不同方式在不同媒体上发表传播论文全部或部分内容。保密学位论文在解密后遵守此协议。作者签名导师签名万方数据目录中文摘要第章绪论第二章光与原子相互作用原理光与原子相互作用密度矩阵方法电磁感应透明第三章电磁感应光栅原理经典光栅理论单缝夫琅和费衍射原理多缝夫琅和费衍射原理三能级电磁感应光栅理论推导结果和分析第四章三脚架型四能级电磁感应光栅理论推导结果和分析第五章总结和展望参考文献致谢攻读学位期间取得研究成果个人情况及联系方式承诺书学位论文使用授权声明万方数据万方数据万方数据万方数据中文摘要在光与原子相互作用研究领域，与电磁感应透明相关研究吸引了很多人兴趣。在这些研究方向中，电磁感应光栅是个有趣方向。它是利用驻波形式耦合光来改变介质光学性质，如透射率和折射率。由于驻波强度具有空间周期性，所以可以使介质透射率和折射率呈空间周期性分布，产生类似于光栅空间结构。这样就可以对入射探测光发生衍射。电磁感应光栅克服了经典光栅对制造工艺要求苛刻等限制，且可以实现更小光栅常数和更高精度。通过调节入射光光强和失谐量等参数，可以得到振幅光栅或相位光栅，以得到不同级衍射效率。本文采用三脚架型四能级原子结构，在冷原子条件下，通过数值模拟方法计算出了电磁感应光栅级衍射效率。通过调整参数，实现了级衍射效率，这个效率非常接近理想相位光栅衍射效率。与此同时，探测光和信号光强度都可以比较弱。因此，这个系统除了可以用作电磁感应光栅外，还可以作为使用弱光控制光控开关。本文第章为绪论，对电磁感应光栅研究历史进行了介绍。第二章介绍了光与原子相互作用基本理论，然后介绍了电磁感应透明原理。第三章中，在介绍了经典光栅理论后，结合电磁感应透明原理介绍了三能级电磁感应光栅，并比较了只有振幅调制时以及振幅和相位调制同时存在情况，得出了相位调制才能提高光栅级衍射效率结论。第四章在这个基础上，结合目前对三脚架型四能级原子性质研究，在三脚架型四能级原子中实现了电磁感应光栅，达到了接近理想情况衍射效率。第五章进行了总结和展望。关键词电磁感应透明电磁感应光栅级衍射效率。万方数据万方数据万方数据