Sub and Super-Luminal Propagation of Intense Pulses in Media with Saturated and Reverse Absorption
我们开发了强脉冲在固态介质中的传播模型，该介质可以具有饱和吸收或表现出反向吸收。我们证明了Bigelow { \it et al.} [Phys. Rev. Lett. { \bf 90}，113903（2003）; Science { \bf 301}，200（2003）.]通过将红宝石中的亚光速传播和变石中的超光速传播模拟为与麦克斯韦方程组耦合的三能级和四能级系统，很好地解释了这两种现象。我们提出的结果远远超出了传统的泵浦探测方法。
2003-07-30 quant-ph
Robust Oscillator-Mediated Phase Gates Driven by Low-Intensity Pulses
本文提出一种基于动力学解耦的通用方法，用低强度脉冲在纵向耦合的量子比特-玻色系统中实现鲁棒且快于色散的纠缠门，并通过囚禁离子模拟验证其可行性。
2023-05-30 quant-ph
Effects of spatial dispersion on Self--induced transparency in two--level media
研究了二能级介质中载波色散对孤子自诱导透明特性的影响。我们发现色散效应对典型的SIT孤子特征有很大的影响。例如，SIT脉冲速度减慢（加速）的程度由入射脉冲频率与原子跃迁频率之比- $x=ω/ω_0$确定。具体地说，一个立即脉冲停止预测吸收介质时，脉冲持续时间超过某个临界值。在锐线中，极限停止可能只出现在频率比大于1的情况下，而对于非均匀加宽的系统，极限停止与$x$的值无关。Mcall\& Hahn \textit{Area theorem}的基础上进行的分析意味着，脉冲停止时，贝尔的吸收系数接近无穷大，也就是说，脉冲能量被完全吸收在介质中实现。在放大介质的情况下，超光速运动被预测为共振的情况。然而，在频率比中存在最低值，低于该最低值，脉搏速度趋向于腔下区域。SIT现象的这些新特征为如何利用它来控制二能级介质中的电磁波辐射开辟了新的途径。这可以通过改变频率比来实现。
2019-09-03 quant-ph
Causality in Propagation of a Pulse in a Nonlinear Dispersive Medium
我们调查的因果传播的脉冲通过色散介质的耦合麦克斯韦-布洛赫方程组的非常精确的数值解没有任何近似的输入场的强度。研究了脉冲在红宝石和紫翠宝石等固体介质中的全非线性传输特性。我们已经证明，不连续性所携带的信息，{ \it即}，脉冲的前面，在介质内的速度$c$，即使脉冲的峰值可以以亚光速或超光速传播。我们推广了Levi-Civita的论证，证明了即使在非线性介质中，不连续也会以速度$c$传播.
2004-09-01 quant-ph
Slow-light pulses in moving media
当介质的流速接近光的群速度时，运动介质中的慢光达到一个矛盾的状态。脉冲可以穿透反向传播流超过群速度的区域。当逆流减慢时，脉冲被反射。
2002-01-24 gr-qc quant-ph
Nonlinear Effects in Pulse Propagation through Doppler-Broadened Closed-Loop Atomic Media
本文从理论上研究了脉冲在由四能级双$Λ$型系统组成的介质中传输的非线性效应。我们应用三个连续波驱动场和一个脉冲探测场，使它们形成一个封闭的相互作用回路。由于探测脉冲的闭环和有限的频率宽度，不能满足多光子共振条件，因此需要进行时间相关分析。通过识别不同的基本物理过程，我们确定的解决方案的相关部分，以计算系统的线性和非线性响应。我们发现，该系统可以表现出很强的强度依赖性的折射率与小的吸收范围内的几个自然线宽。对于一个实际的例子，我们包括多普勒和压力展宽和计算的非线性自相位调制的气体电池钠蒸汽和氩气缓冲气体。我们发现，自相位调制的$π$实现后，通过介质的几厘米的传播，而在相应的光谱范围内的吸收是小的。
2007-11-26 quant-ph
Storage and retrieval of light pulses in atomic media with "slow" and "fast" light
我们提出的实验证据表明，光存储，即由原子样品的光脉冲的控制释放依赖于过去存在的写入脉冲，不限于小群速度介质，但也可以发生在负群速度介质。一个简单的物理图片适用于这两种情况和以前的光存储实验进行了讨论。
2005-06-28 physics.atom-ph quant-ph
Space-time propagation of photon pulses in dielectric media,illustrations with beam splitters
光子是电磁场的基本量子激发。量子化通常是建立在本征模展开的基础上，以平面波的形式。由于它们形成基础，其他电磁配置可以通过线性组合来构造。在这篇论文中，我们讨论了在玻色子Fock空间的一般形式中构造的公式，其中量子激发可以直接构造在任意形状的局域脉冲上。虽然这两个公式本质上是等价的，直接公式的脉冲有一些概念和实际的优势，我们用一些例子来说明。第一种是单光子脉冲通过分束器。在福克空间中的脉冲的这一配方的分析表明，没有必要引入“真空波动进入通过未使用的端口”，因为在文献中经常做的。另一个例子是Hong-Ou-Mandel效应。它被描述为一个依赖于时间的过程，在福克空间中的薛定谔表示。分析清楚地表明，洪-欧-曼德尔效应的两个基本成分是相同形状的脉冲和光子的玻色子性质。这个公式表明，所有的现象，涉及线性量子光学器件可以描述和计算的基础上，相应的经典麦克斯韦方程的脉冲的时间依赖的解决方案，从Fock空间中的量子动力学可以立即构建。
2022-12-06 quant-ph
Photon echoes in optically dense media
共振介质中的相干非线性多脉冲过程、非线性波和回波效应是现代光学的热点问题，也是相干光谱学和量子信息科学的重要工具。我们推广的McCall-Hahn面积定理的形成过程中产生的任意光子回波的光密共振介质的多脉冲激发。该定理揭示了双脉冲激发后介质中光子回波信号产生和演化的非线性机制。我们发现，一系列的自我复苏的回波信号的总面积为$2π$或$0π$被激发和传播的介质深度，每个脉冲具有一个单独的面积小于$π$。由此产生的回波脉冲训练是一个新的替代著名的孤子或呼吸。开发的脉冲面积方法为更精确的相干光谱学、不同光子回波信号的研究以及光学致密介质中光脉冲的量子控制铺平了道路。
2019-11-21 physics.optics quant-ph
Two-Pulse Propagation in a Partially Phase-Coherent Medium
我们分析了部分相干的基态准备的两个脉冲在三能级$Λ$介质中的传播的影响，与以前的treastments，已考虑的情况下，其基态的特点是由概率（水平布居）或概率幅度（相干纯态）。我们提出的麦克斯韦-布洛赫方程的解析解，我们扩展我们的分析与数值解相同的方程。我们解释了这些解决方案中的亮/暗修饰状态的基础上，并表明，他们描述了明亮和黑暗的状态之间的人口转移。对于具有部分基态相位相干性的混合态$Λ$介质，暗态永远不会被完全填充。这对相位相干效应，如脉冲匹配，相干布居俘获和电磁诱导透明（EIT）有影响。我们发现，对于部分相位相干的三能级介质，自诱导透明（SIT）占主导地位的EIT和我们的结果提出了相应的三能级面积定理。
2008-07-25 quant-ph
Existence of superposition solutions for pulse propagation in nonlinear resonant media
建立了非线性耦合Maxwell-薛定谔方程的自相似叠加脉冲序列解的存在性，其频率由跃迁的振子强度控制。这些激发中的一些是特定于谐振介质的，其能级在$Λ$和$N$的配置中，并且由于椭圆余弦波的干涉效应而产生，如从涉及雅可比椭圆函数的一些最近发现的恒等式所证明的。有趣的是，这些激发也承认一个双重的解释，作为单一的脉冲串，具有广泛的不同幅度，这可能会导致显着不同的场强和人口密度在不同的原子水平。
2003-08-18 nlin.SI quant-ph
Adiabatic Transparency of Multilevel Atomic Media for Short High-intensity Pulses
本文研究了多能级原子系统与辐射脉冲的相互作用。提出了一种相对简单的分析计算方法，它可以揭示作用参数的所有必要条件（充分条件需要单独检查），对于这些条件，多级原子介质的平均偶极矩为零，即，介质通过绝热相互作用变得透明。所提出的技术是基于准能量的方法，并说明了三，五能级原子系统。得到了介质中保持相互作用绝热性的传播长度的必要条件。
2012-09-04 physics.atom-ph quant-ph
Pulse propagation, population transfer and light storage in five-level media
在双光子失谐量为零的条件下，研究了五能级原子系统及其介质与四个短脉冲激光的绝热相互作用。我们推导出系统的哈密顿量的本征值的解析表达式，并确定了原子和介质的绝热性条件。我们详细分析了系统的行为时，本征值与非零能量实现。与通常的五能级系统的暗态（对应于零本征值）不同，它是三个态的叠加，在我们的情况下，四个态的叠加确实起作用。然而，这种看似不利的情况下，证明完全模仿一个三能级系统不仅是一个单一的原子，而且在介质中，因为传播方程也分为三个和两个级别的媒体分开。结果表明，在一定条件下，在三能级介质中观察到的所有相干效应，如粒子数转移、光慢化、光存储等，在五能级介质中都可以有效地实现。这具有一个重要的优点，即光存储可以在同一介质中执行两次，即，可以存储第二脉冲，而不检索第一脉冲，然后可以以任何期望的顺序检索两个脉冲。
2015-01-13 physics.optics quant-ph
Stopping narrow-band x-ray pulses in nuclear media
从理论上研究了共振核介质中阻止X射线脉冲的控制机制。我们表明，窄带X射线脉冲可以映射和存储在一个薄膜平面X射线腔与嵌入式$^{57}\mathrm{Fe}$核层的核相干。该脉冲与$^{57}\mathrm{Fe}$核的14.4 keV穆斯堡尔跃迁几乎共振。控制场的作用在此由超精细磁场发挥，该超精细磁场引起使人想起电磁感应透明的干涉效应。我们表明，通过关闭控制磁场，窄带X射线脉冲可以完全存储在腔中约100纳秒。对外部磁场的额外操纵可以导致X射线腔样品中脉冲的群速度和相位控制。
2016-05-20 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Two-Pulse Propagation in Media with Quantum-Mixed Ground States
我们研究了在双光子共振条件下，包括非均匀展宽的完全相干双脉冲在双光子型介质中的传输。我们研究了短脉冲制备和介质制备的影响。我们对比的情况下，这两个脉冲有匹配的信封或没有，并对比的情况下，基态相干存在或不存在。我们发现，单脉冲自诱导透明（SIT）的面积定理的扩展解释是能够统一的双脉冲传播的情况下，包括电磁诱导透明（EIT）和受激拉曼散射（SRS）的某些方面。我们提出的数值解的三个级别和简化的两个级别的密度矩阵方程和麦克斯韦方程组，并表明，许多功能的解决方案的快速解释的帮助下，我们还提供了限制情况下的脉冲形状和准备的介质的解析解。在大的单光子失谐的限制，我们表明，通常使用的两个级别的方程是不可靠的脉冲面积在2 $π$范围内，这使得令人困惑的功能以前的数值工作被理解。
2007-10-17 nlin.PS quant-ph
Pulse-splitting in light propagation through $N$-type atomic media due to an interplay of Kerr-nonlinearity and group velocity dispersion
研究了高斯探测脉冲在$N$型四能级原子介质中的时空演化。在探测场和控制场的双光子共振下，较弱的探测脉冲可以通过具有低吸收和脉冲形状失真的介质传播。与此相反，我们发现，增加探测脉冲强度导致分裂的初始高斯脉冲在时域中的子脉冲序列。在整个传播过程中产生的子脉冲的数量可以通过适当选择探测场和控制场参数来控制。采用一个简单的非线性脉冲传播的理论模型，我们得出结论，分裂发生由于克尔非线性和群速度色散的相互作用。
2015-08-30 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Causality and information transfer in simultaneously slow- and fast-light media
我们演示了在四波混频方案中使用温暖的钾蒸气的慢光和快光脉冲的同时传输。我们表明，当系统被调谐，使输入的探测脉冲表现出慢光群速度和产生的脉冲传播负群速度，在介质中的信息速度仍然被限制在传播，或小于，c。这些结果表明，光脉冲的信息传输和复制到那些负群速度服从信息因果关系，在某种程度上，这是让人想起一个经典版本的不可克隆定理。此外，这些结果支持的基本概念，光脉冲上的非解析性点对应于新信息的载体。
2017-09-26 physics.optics quant-ph
Transient coherence of an EIT media under strong phase modulation
在电磁感应透明过程中，强相位调制耦合场导致探测场的振幅调制。不同调制频率的时间与失谐曲线揭示了绝热状态和非绝热状态之间的过渡，在绝热状态下，产生一系列平滑脉冲，全局相位取决于失谐，在非绝热状态下，向这些脉冲添加强瞬态振荡响应。在极端的非绝热制度，其中调制频率高于瞬态衰减时间，一个相干干涉图案被揭示。添加磁场提升了超精细能级简并，导致原始脉冲分离为三个脉冲。每个脉冲现在具有取决于磁场的不同相位，从而在不同的磁水平瞬变之间引起干扰效应。我们探讨了磁性和非磁性的情况下的动力学，并显示其相似的朗道-齐纳理论。我们还表明，相结合的全球相位的脉冲与瞬态干扰允许一个广泛的磁感应范围内，而不会失去一个单一的EIT线的灵敏度。
2013-12-30 physics.atom-ph quant-ph
Conversion of recoilless gamma-radiation into a periodic sequence of ultrashort pulses in a set of dispersive and absorptive resonant media
最近证明了一种有效的技术，用于经由其通过光学厚的振动共振吸收体的传输来产生无反冲伽马辐射的超短脉冲的周期性序列[Nature，508，80（2014）]。在这项工作中，我们扩展的理论分析的情况下，一组多个吸收器。我们考虑一个分析模型，描述了频率调制的伽马辐射的光谱内容的控制，通过选择性校正的振幅和初始相位的一些光谱分量，分别使用，共振吸收或色散的核。在解析解的基础上，我们确定了所提出的技术的最终可能性。
2015-01-02 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Coherence as ultrashort pulse train generator
强烈的，良好控制的规则光脉冲序列开始在物理学的许多领域发挥关键作用。我们从理论上证明了一种非常简单和强大的技术，用于从在色散热气体介质中传播的连续探测波产生这样的周期性超短脉冲。
2010-07-08 physics.optics quant-ph
Suppression of polarization decoherence for traveling light pulses via bang-bang dynamical decoupling
在光脉冲通过色散介质的传输中，频率自由度对脉冲的偏振态起着有效的消相干作用。在这里，我们讨论了应用开环动态解耦技术来抑制单向通信信道中的这种极化退相干。我们详细描述了最近应用于飞行量子位的“bang-bang”保护技术的原理的实验证明[Damodarakurup等人，物理修订版信函103，040502]。Bang-bang操作是通过适当定向的波片实现的，并且动态解耦被示出为潜在地有用，以对比作用于在色散介质中传播的偏振量子比特的通用退相干，例如，光纤
2011-01-20 physics.optics quant-ph
Excitation-pulse intensity mediated control of coherent nonlinear optical response of a V-type system
Indian Institute of Science Education and Research Bhopal（印度科学教育研究学院博帕尔分校）
研究通过求解光学Bloch方程探讨强飞秒脉冲激发下V型三能级系统的相干演化，发现脉冲持续时间与激发态能量差乘积对相干演化至关重要，通过调节脉冲强度可控制非线性光学响应的相干路径贡献，实现二维光谱中谱特征的开关及相位精确调节。
2026-05-11 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
