基于调制脉冲作用的光子回波特性研究.doc

基于调制脉冲作用的光子回波特性研究随着光子回波技术的要求越来越高,对于光子回波的研究变得日益迫切,其中光子回波模型的不断发展使得人们对光子回波技术有了更加充分地了解。光子回波现象除了在光信息领域有重大的意义外,基于光子回波的存储在全光通信技术上也有重要的应用,比如可实现光学延迟等。基于光子回波的任意信号产生技术在超高分辨率雷达、微波和毫米波通信设备、数据存储以及量子信息处理中获得了广泛的应用。针对光子回波的应用,本论文开展了以下工作:1.利用布洛赫方程的解析解对瞬态相干效应进行了定量分析,包括三种典型的瞬态相干现象。在光学章动中,利用布洛赫球半径和布洛赫矢量方位角的研究,发现光学章动可以有效地保持量子相干性,对量子光通信技术中的光存储具有重要意义。在光学自由感应衰减中,利用拍频信号得到不同的频率偏移对其过程的影响。最后,得到了光子回波的布洛赫矢量解和透射场表达式,为后续的研究奠定了基础。2.利用啁啾脉冲探测,提出了一种光子回波检测方法。由于光子回波场极其微弱,本论文利用啁啾脉冲对光子回波进行检测,使其生成啁啾拍频信号,通过观察拍频信号研究光子回波特性。利用啁啾脉冲对单一光子回波和多光子回波进行拍频检测,分析了啁啾率和延迟时间对拍频信号的影响,并且对影响拍频信号效率的因素进行了讨论。3.为了消除动态相位的影响,提出了一种外加调制脉冲的光子回波产生方法。在传统两脉冲光子回波配置中加入3个调制脉冲,在光子回波形成过程中引入了几何相位,消除了循环演化中动态相位的影响。在微观机制上,利用布洛赫球直观描述了外加调制脉冲后布洛赫矢量的运动轨迹。利用有限元差分算法对外加调制脉冲的光子回波产生过程进行了数值分析,分析了调制相位与光子回波相位的关系,验证了调控光子回波相位的可行性。