光场作用下原子非线性极化率的迭代法研究

发布时间：2024-01-29 22:30

　　光场与原子系统之间的相互作用是辐射与物质相互作用中非常重要的问题之一,深入研究光场与原子系统之间的相互作用,以及因此而产生的非线性光学效应,不仅能够理解非线性光学效应产生的微观机理,而且能够揭示更为复杂系统的非线性光学效应的规律。三阶非线性光学极化率的研究在光学频率转换、光学参量振荡与放大、自聚焦、自相位调制等过程中极其重要的理论意义和应用价值。本文用微扰理论和迭代方法研究三能级原子系统的三阶非线性光学极化率。开展了下列工作:第一,建立了原子三能级系统模型,用微扰迭代法求解密度矩阵元的运动方程,得到非对角密度矩阵元的一般表达式。结果表明,非对角密度矩阵元与跃迁偶极矩、横向跃迁率、相关的原子能级以及外界入射光场有关;对于级联跃迁过程,一阶非对角密度矩阵元只有一个非零元素,二阶非对角密度矩阵元也只有一个非零元素,三阶非对角密度矩阵元有两个非零元素。第二,采用解析法,在级联跃迁下,对原子三能级系统求解非对角密度矩阵元的一般表达式,得到入射光场为单色平面波和高斯脉冲两种情况下的非对角三阶密度矩阵元的解析解,讨论了两种入射光场对三阶非线性极化率的影响。结果表明,原子三能级系统三阶非对角密度矩阵元...

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【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景简介
    1.2 研究现状与进展
    1.3 主要研究内容及创新点
2 原子三能级系统三阶非线性极化率的迭代法研究
    2.1 典型的三阶非线性光学效应
    2.2 三阶非线性极化率的研究方法
    2.3 微扰迭代法
3 入射光场对三阶非线性极化率的影响
    3.1 入射光场为单色波的三阶非线性极化率
    3.2 入射光场为高斯脉冲的三阶非线性极化率
4 三阶非线性极化率的数值法研究
    4.1 数值计算方法
    4.2 入射光场为平面波时的数值解
        4.2.1 三阶密度矩阵元随频率的变化关系
        4.2.2 三阶密度矩阵元随时间变化的关系
    4.3 入射光场为高斯脉冲时的数值解
        4.3.1 高斯光场作用下一阶非对角密度矩阵元
        4.3.2 高斯光场作用下二阶非对角密度矩阵元
        4.3.3 高斯光场作用下三阶非对角密度矩阵元
5 结论和展望
附录
参考文献
作者攻读学位期间发表学术论文清单
致谢



本文编号：3888962