電磁誘導(dǎo)透明

1、電磁誘導(dǎo)透明某種介質(zhì)強(qiáng)烈地吸收某一頻率的光束，而當(dāng)再加一束能被介質(zhì)吸收的光束時，介質(zhì)對第一束光就不再吸收了.這種現(xiàn)象稱為電磁誘導(dǎo)透明，簡稱EIT(electromagneticinducedtransparency).如圖1所示，介質(zhì)中的原子構(gòu)成三能級系統(tǒng)，其中量子態(tài)|1和|2代表原子的2個基態(tài),而量子態(tài)|0代表公共的激發(fā)態(tài)，這種能級系統(tǒng)屬于人類型.|2)圖1三能級系統(tǒng)圖引起態(tài)|2和|0之間躍遷的激光稱為探測激光，而引起態(tài)|1和|0之間躍遷的激光稱為泵浦激光.改變探測激光的頻率，在不加泵浦激光時，得到如圖2(a)所示的單一吸收峰，峰值對應(yīng)的頻率為共振頻率cos;加上泵浦激光時，如圖2(b)所示

2、，在一個較狹小區(qū)間，吸收被遏止了，相對來說，介質(zhì)變得透明了.該過程揭示了在激光作用下原子內(nèi)部的量子相干現(xiàn)象.（卜）圖2頻率與吸收強(qiáng)陵關(guān)系圖下面用經(jīng)典實驗來演示電磁誘導(dǎo)透明現(xiàn)象RLC電路來模擬電磁誘導(dǎo)透明現(xiàn)象進(jìn)行了實驗驗證。如圖3所示的RLC電路，此時由電感L1和電容C1及C構(gòu)成的回路模擬泵浦振蕩電路,該振蕩電路的損耗取決于電阻R2的阻值.利用電感L2、電容C2和C構(gòu)成的共振電路模擬原子，此時電阻R2表示激發(fā)態(tài)自發(fā)輻射衰減，電容C為2個電路所共有，模擬原子和泵浦場之間的耦合，決定了與泵浦躍遷相關(guān)的拉比頻率，這里探測場用頻率可調(diào)電壓源Vs來模擬.該電路各元件參量如下：R1=0;R2=51.7Q;L

3、1=1000科H;L2=1000科H;C1=0.1科F;C2=0.1pF.圖3實驗電路圖用于模擬原子的回路只有1個共振頻率，表示原子激發(fā)態(tài)能量.也就是說，當(dāng)達(dá)到共振時這個電路被激發(fā)的概率將會達(dá)到最大曲于在這種情況下有2種方法來實現(xiàn)激發(fā)，故涉及的問題實際是對三能級人結(jié)構(gòu)原子的模擬，即對應(yīng)“原子”的振蕩可以直接由所加電壓Vs來激發(fā),也可通過其與泵浦回路的耦合來激發(fā).這里研究誘導(dǎo)透明是通過分析從電壓源Vs傳遞到共振回路R2L2Ce2的功率與頻率的依賴關(guān)系而得到，而實驗用回路中電流對頻率的依賴關(guān)系近似表示功率對頻率的依賴關(guān)系.其中CC2Ce2二-CC2為了定量描寫這一系統(tǒng)，需要寫出RLC電路的回路方程

4、.設(shè)L1=L2=L,回路電流為i1(t)=q1(t),i2(t)=q2(t),得到qi(t)+(t)+(Aq(t)-t)=0,qi(t)+¥272(t)+t)-q(t)-'L2式中七=Ri/Li(i=1,2),5=1/(LiCei)tQ=1/(LiC).這些方程與描述電磁誘導(dǎo)透明的數(shù)學(xué)公式相一致,說明這2個不同的物理現(xiàn)象具有可類比性.在圖4中，對于幾種不同耦合山容C的取值，畫出了電流對頻率的依賴關(guān)系.在圖4(a)中共振頻率/=15.6kHz,(A中共振頻率/=16.3kHz,中共振頻率/=16.7kHz,(d)中共振頻率/=18,1kHz.對于每種耦合電容C的取o246ooo

5、oooooo4812162024/7kHz。-196HFCllo2三100(c)C=0.150UF(d)C=0.096UF圖4電流對頻率的依賴關(guān)系圖值，在2種情況下進(jìn)行測量，即圖3中開關(guān)處于斷開狀態(tài)和閉合狀態(tài).實心方形標(biāo)記號表示開關(guān)處于斷開狀態(tài)下的測量點，等效于沒有加入泵浦場；空心圓形標(biāo)記號表示開關(guān)處于閉合狀態(tài)下的測量值，此時加入了泵浦場.圖4中曲線可以很好地體現(xiàn)前文提到的理論，在開關(guān)打開的狀態(tài)下（沒有加入泵浦場），對于2c2回路，在共振頻率處測得了1個共振峰，對應(yīng)原子對探測光場強(qiáng)烈的吸收作用.當(dāng)開關(guān)閉合，也就是說泵浦電路對共振電路R12c2起作用吐吸收譜在共振頻率處出現(xiàn)1個很深的谷，這就對應(yīng)電磁誘導(dǎo)透明的條件.從圖4中還看到耦合電容C越小，效果越明顯，這在電磁誘導(dǎo)透明中對應(yīng)泵浦場拉比頻率的增加.與原子在光場中的情況相同，當(dāng)開關(guān)閉合時（加入泵浦電路人共振時吸收峰消失是由于從電壓源和泵浦電路傳到共振電路/?22的