（光学工程专业论文）新型人工电磁介质光学特性研究.pdf

浙江大学博士论文 摘要 电磁感应透明( e l e c t r o m a g n e t i c a l l yi n d u c e dt r a n s p a r e n c y ，e i t ) 介质与 负折射率介质( n e g a t i v ei n d e xm e d i a ，n i m ) 是当前光学与材料领域中两种热门 新型人工电磁介质本文利用经典电磁理论、半经典理论以及量子理论与方法研 究了这两种人工电磁介质的光学特性这两种电磁介质本身又具有紧密联系： 即选择适当的原子系统与原子数密度，在定的耦台光强度条件下，e i t 介质对 于探针光某一频率区间而言具有负的介电系数与负的磁导率也就是说，在一 定的条件下，e i t 介质能转化为负折射率介质( n i m ) 本文用了两章篇幅来研究 e i t 相干原子介质在探针光可见光频段实现各向同性负折射率之可能性 本论文诸章内容( 背景、结果与意义) 如下 第一章介绍了e i t 介质与n i m 介质的光学与电磁学特性先介绍了原子量子 相干效应与e i t 效应自1 9 7 0 年代以来三十多年的研究简史、e i t 效应的主要特 点( 有丰富的近共振行为譬如：在共振频率处对探针光的零吸收、接近于真空的 折射率、共振频率附近的强色散) 、潜在应用( 如耦合光对探针光的相干操纵、 可实现无布居数翻转的激光、放大的k e r r 非线性、剧烈改变折射率等) 与具体 应用( 如同位素分离、电磁感应光栅、电磁感应聚焦、减慢光速与超光速、冷冻 光速、原子相干信息存贮与读写、吸收型双光子开关等) ：推导了多能级原子系 统因原子能级跃迁所导致的感应( 电、磁) 极化强度、跃迁偶极矩( 矩阵元) 以 及由此得到的介电系数与磁导率表达式：还给出了如何对多能级原子气体的电、 磁极化引入局域场修正的数学形式对负折射率材料最近几年的研究简史做了 概述本章中所提及的理论、概念、方法与手段在以下诸章中都会被用到或者涉 及到 第二章研究了几个与三能级系统有关的量子相干问题以作为本论文的先导 性课题证明了e i t 效应对外界微挠具有几率幅稳定性、获得了整个三能级系统 的三个正交归一缀饰态并指出了它们与通常文献中的二能级缀饰态及为解释 e i t 效应而引入的暗态等概念的联系、研究了三能级e i t 系统中因量子自干涉效 应有可能存在真空自发辐射抑止的可能性，并提出实现该可能性的物理条件 第三、四两章研究了使得三能级l a m b d a 型e i t 原子气体介质同时具有负的 介电系数与负的磁导率并成为负折射率介质( n i m ) 的物理机制与具体条件( 包 括原子能级位型、耦合光强度、探针光频段、原子气体密度等) 在第三章中，产 生负的磁导率的磁偶极跃迁( l a m b d a 型系统的两个低能级之间) 并不源自探针 光磁场的直接激发，而是来自于探针光电场的间接感应( 由耦合光做中介) ，也 就是说三能级中两个低能级之间的磁跃迁其实是由低能级与第三个能级( 最高 能级) 之间的电偶极跃迁间接驱动的我们证明了：在探针光的一定频段内， 该三能级原子系统同时具有负的介电系数与负的磁导率但这一章中我们没确 考虑局域场修正问题在第四章中我们提出了另一种实现负磁导率的机制，即 l a m b d a 型系统的两个低能级之间的磁跃迁由探针光的磁场直接激发一般来说 对于大多数原子介质，因为磁偶极跃迁矩阵元总比电偶极跃迁矩阵元小两个冀 量级，磁跃迁贡献因此很弱，总是可以将它忽略不计但在e i t 情形( 耦合先 的强度远比探针光强度大这一条件) 下，与耦合光作用的低能级的几率幅会远比 浙江太学博士论文 赢能级的几率幅大几个数量级，从而使得与探针光磁跃迁有关的能级密度矩阵 元比与探针光电跃迁有关的密度矩阵元大几个数量级，由此补偿了前面提到的 “磁偶极跃迁矩阵元比电偶极跃迁矩阵元小两个数量级”这一先天不足，从而 有可能在一定的窄频段内获得较大的磁偶极跃迁贡献甚至导致负的磁导率，我 们对此做了理论计算，得到了该三能级e i t 介质的介电系数与磁导率的解析式 数值作图表明，该e i t 介质在一定的原子气体密度条件下在一定的探针光频段 内的确能同时实现负的介电系数与负的磁导率这一章中我们考虑了局域场修 正问题。与以往基于经典电磁理论实现负的折射率方案相比，该方案具有材料 各向同性、光波频段等特点 第五章研究三、四能级原子介质的局域场修正问题局域场效应来源于临近 原子的相互作用( 临近原子或分子对本原子的诱导极化) 一般说来，在e i t 的 探针光共振频率附近，因为极化率趋于零( 但极化率对频率的导数却是巨大的) 不必考虑局域场修正，所以文献中一般也不提及局域场效应但是我们认为有 两种情形是有必要考虑局域场修正的：一是考虑稠密气体的光学性质：而是考 虑探针光远离共振( 但又不十分远离共振) 的行为一些文献在遇到这些情形 时，也没有考虑局域场修正问题在本章中，我们考虑极化率、介电系数以及探 针光群速的局域场修正，将结果与不考虑局域场修正的结果做了比较，并给出 在典型e i t 实验条件( 如一定耦合光强度大小) 下区别稠密气体与稀薄气体的 临界密度 第六章研究了手征材料中的电磁场量子化问题近来，d u n g ，m i l o n n i 等人 给出了一般各向同性负折射率材料中电磁场量子化版本并研究了负材料中的原 子自发辐射与爱因斯坦吸收发射系数等问题，澄清了一些因负的光学参数所带 来的疑难与“佯谬”由于手征材料也有可能实现负折射率，因此我们专门研究 了手征材料中的电磁场量子化问题，得到了量子化的电磁能量密度与量子化的 p o y n t i n g 矢量 第七章提出了用螺旋向性( g y r o t r o p i c ) 手征材料来实现n i h i l i t y 并进而 实现负折射率的可能性最近，t r e t y a k o v ，p e n d r y 等人提出手征材料中有可能 实现负折射率手征材料中本征模式的折射率为k = 掣口( 其中口为手征参 数) ，一旦s ，之一很小或者为零( n i h i t y ) ，那么n + 之一就有可能为负数 但必须是在s ，卢的共振频率附近( 可见光波段) 才能使得s ，口很小或者为零 我们在本章中提出利用螺旋向性手征材料( 其f ，为二阶张量) 来实现负折射 率，得到本征模式的折射率为= 扳两百再面口( 毛，“为介电张量与 磁导率张量的对角元素，乇，胁为螺旋向性参数) 此时为了得到n i h i l i t y ，不 必在共振频率附近，只要g 。= g ：与h = 雎这四个条件之中有个条件成立即 可由于近来j o n s s o n 与f 1 y t z a n i s 等人提出了一套螺旋向性参数产生与放大 机制，这导致极有可能实现螺旋向性材料中的g y r o t r o p i cn i h i l i t y 效应，所以 i i 浙江大学博士论文 我们希望本章中所提出的方案能作为实现负折射率的途径之一 由于第三、四章研究了用e i t 介质实现负折射率的机制与条件，在以下几章 我们特别研究负折射率介质( 包括异向介质) 的光学特性 第八章至第十章研究了双轴各向异性负材料中光传播过程中的一些量子效 应，如因正负材料交界面上光波的波矢瞬时翻转由此导致光子螺旋度 ( h e l i c i t y ) 的翻转，这类似数字电路中二进制0 与1 的翻转由于光子螺旋度 也可以带有信息，因此这种螺旋度翻转有可能具有信息论意义：研究了光子螺 旋度翻转所带来的几何相位( 量子b e r r y sp h a s e ) 问题：研究了各向异性材 料中的一种新的真空效应( 光子的量子真空几何相位) 在各向异性材料或者非 均匀材料中出现真空效应，本身并不稀奇。譬如光子晶体对其内真空自发辐射衰 变率的影响就是因为光子晶体的带隙结构也对真空涨落场的模式分布结构产生 了修正由于各向异性( 负) 材料对左右螺旋光具有不同的极化与折射率影响 ( 也影响真空模式结构，从而导致对量子真空涨落场左右偏振光子的非抵消效 应) ，因此使得左右偏振光子的真空几何相位不致抵消，出现该真空效应 第十一章为一些交叉课题( i n t e r d i s c i p l i n a r yt o p i c 8 ) ：波导介质对量子化光场 与原子物质波的操纵，如研究了弯曲光纤介质对光量子效应( 量子真空涨落) 的 影响，并提出用螺旋向性( g y r o t r o p i c ) 材料来探测该光量子效应：提出了原子 物质波在螺旋光纤中传播的唯象描述理论：研究了螺旋光纤中光子几何相位对 未来拓扑量子计算领域的潜在应用价值 第十二章为本论文总结与展望扼要总结了全文，提出了有待继续迸一步 解决的问题 关键词：人工电磁介质：负折射率材料：量子光学：经典电磁理论；量子相干 介质；电磁感应透明：三、四能级系统；电、磁偶极矩跃迁；局域场修 正：手征n i h i l i t y ；各向异性；场量子化 n i 浙江大学博士论文 a b s t r a c t t h ee l e c t r o m a g n e t i c a l l yi n d u c e d 仃a n s p a r e n c y ( e i nm e d i aa n dn e g a t i v ei n d e x m e d i ao i m ) ，w h i c ha r et w oo f t h em o s t 圳g u i n ga r t i c i a le l e c t m m a g n e t i cm a t e r i a l s i no p t i c sa n dm a t e r i a l ss c i e l l c e ，h a v ec 即t i l r e de x t e n s i v ea t t e n t i o no f m a i l yr e s e a r c h e r s i nv a r i o u sf i d d s t h ea u 幽o ro f m i sm e s i sc o n c e n 乜a t e dh i sa 他m i o np r i m a r i l yo nm e n o v e lo p t i c a lp r o p e n i e so ft l l e s et 、v oa r t i f i c i a lm e d ia t h e r ei sac o n n e c t i o nb e t w e e n e i tm e d i aa n dn im e d i a ：s p e c 佑c a l l y u n d e rc e n a i nc o n d i d o n s ，也ee i tm e d i ac a l lb e c h a n g e di n t ot h en im e d i ah 也ec e n a i l lp r o b ef k q u e n c ym g e s ht h ep r e s e n tt 圭l e s i s w ec o n s i d e r e dt h i ss u b i e c ti nm o r cd e t a i l si nc h a 口t e r ia n di v t h ec 蚰t e n to fe v e r yc h a p t e 啪l u d 啦t h eb a c k 盯o u n d ，r e s u l t sa n ds i g n i n c a l l c e ， i sl i s t e da sf o l l o w s ： i nc h 印t e r1w ep r e s e n tt h el h e r a t u r eo v e r v i e wa n dm ei n t r o d u c t i o nt 0e i tw e f i r s tr e v i e w 也eb r i e f h i s t o r yo f r e s e a r c ho f q u a n n l mc o h e r e n te 丘b c t sa sw e na so f e i t e f f e c ts i 工l c e1 9 7 0 s t h em a i 工lf e a t l l r e s ，p o t e n t i a la n dp m ：t i c a la p p n c a t i o n so fe i ta r e d i s c u s s e da l s o i nb o t ht l l eb r i e fh i s t o r va n dm es e c t i o n st h a tf o l l o w t h ee l e c t r c p o i a r i z a t i o na n dm a g n e d z 鲥o nd u et oa t o 嘶cj e v 莳t r a n s i d o n ，t h e 打a n s i t i o n d i p o i e m a m xe l e m e n t s ( a t l dh e n c et h ee l e c 缸cp e m l i t d v i t va i l dm a g n e 6 cp e 册e a b i l i t y ) i n a t o m i cs v s t e m sa r ed e r i v e d t h el o c a l f i e l dc o r r c t i o nn l a d et ot h ee l e c 仃i ca n d m a g n e t i cp o i a r i z a b m d e so fm u l t i l e v e la t o m i cv a p o rs y s 把m si sf m a l l yp r c s e n t e d i n a d d i t i o n ，t 1 1 e 凡n d 锄e n t a lp r o p e r t i e so fd o u b l e n e g a n v e ( 1 e r - h a n d e d ) m a t e r i a l sa r e p r e s e n t e d d o u b l e - n e g a t i v em a t e r i a l s ， w m c hh a v e s i m u l t a n e o u s l yn e 窟a t i v e p e 枷t t i v i _ 【) ，a n dn e g a t i v ep e r m e a b 主l i t y a r eo n eh n do f n e g a t i v ei n d e xm e d i a i tc a nb e r e a d i l yv e r i f i e d 恤t t 1 1 ed o u _ b l e n e 鼬r n v em e d i ae x h i b i tan u m b e ro fp e c u l i a r e l e c 打o m a g n e t i ca 1 1 do p t i c a lp r o p e r t i e s ，i l l c l u d i n gm er e v e r s a l so fb o t hd o p p l e rs h i r a n dc h e r e n k o vr a d i a t i o n ，a n o m a l o u sr e 舶c t i o n ，a m p l i 石c a t i o no fe v a n e s c e n tw a v e ， m o d i f i e ds p o n t a n e o u se m i s s i o nr a t e sa sw e n 韶u n u s u a lp h o t o nt l l 工1 n e i i i l ge f f e c t a u t h et h e 耐e s ，c o n c e p t s ，a p p r o a c h e sa n df b i 删i s mm e n t i o n e di i lt h i sc h a 口t c rw i l lb e a p p l i e dt ot h es u b j e c t sa n dt o p i c si nm ec h a p t e r st h a tf o l l ow i nc h a p t e r s w ep r e s e n ts o m ep r e l i m i l l a r yt o p i c sr e l a t e dt om eq u a j l t u m c o h e r e n te l b c t s w bc o n s i d e rs o m ep r o b l e m si nc o 蚰e c t i o nw i t l le l e c 仃o m a g n e 石c i n d u c e dt r a n s p a r e n c y i n c l u d i n gm es t a b i l i z a t i o no fe i tp h e n o m e n o n ，t h r e e 一1 e v e l d r e s s e ds t a t e s ，e l i m i m 瞳i o no fv a c u u ms 口o n t a n e o u s 训s s i o ni nam r e e l e v e ls v s t e ma s w e l la sp e r i o d i ce i tm e d i 啪t bt h eb e s to fa i l rk n o w l e d g e ，m o s to ft h e s ep r o b i e m s l l a v es of hn e v e rb e e nc o n s i d e r e di nt h el i t e r a t i l r e w et h i n ：kt l l e s et o d i c sm a vh a v e r e l e v a n c et o 也e 劬d a m e m a lp r d p e r t i e sa r i s i i l gi ne it t h i sm a ye n a b l eu st ob e t t e r u i l d e r s 啪dp h a s ec o h e r e n c ea n dq l l a i l n l mi n t e r r e n c ei nq u a | 1 t 哪o p t i c s i nc h a p t e r si i ia n d w ec o n s i d e rp o s s i b i l i t yo f r e a l i z i l l gn e g a t i v ep e n n i t t i v i t y a l l dn e g a t i v ep e m e a b i l 时i nat h r e e 一1 e v e le i tv 印o rm e d i 啪g e n e r 8 1 1 ys p e a k i n 吕t h e m a g i l e t i c d i p 0 1 et r a l l s “i o nd o e sn o tn e e dt 0b ec o n s i d e r c di nt 1 1 et r e a t n l c n tf o rt h e w a v ep r o p a g a t i o ni nac o n v e n t i o n a le i e c 订o m a g n e t i cm a t e r i a l h o w e v e r ，t h i sm a yb e n o tt r u em s o n ”c e 渤i 丑e 玎s y s t e m s ，w h e r et h ec o u p l 血gl e v e lp a i r ( c o u p l e dt o 也e 浙江大学博士论文 c o n 曲r o l1 a s e rb e 锄) i sn e a r 王yd c g e n e r a t e t h ep o p l l l a t i o ni nt h el o w e rc o u p l i n gl e v e l i s m u c hg a t e rt h a i lt h a ti l lt b ee x c i t e dl e v e li n s i d eat l l r e e 1 e v e le i tm e d i u mw h e r et h e i n t e n s i t yo f c o u p l i n gl 勰e ri sm u c hs 咖g e fm a nt h a to f 也ep r c b el i g h t i no 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f o r c ，w et h i n ki ti s n e c e 8 s a r yt 0c o n s i d e rt h ef i e l dq u a n t i z a t i o ni nc h i r a lm e d i a w eo b t a j nt h eq u a n t i z e d e l e c h l o m a g n e _ i ce n e r g yd e n s i 可a n dp o y n t i n gv e c t o ro fp r o p a g a t m gw a v e si n s i d e c h i r a lm e d i a i nc h a p t e 工。v i ias c h e m eo fu t i l i z i n 譬s o - c a l l e dg ”o 仃o p i cc 1 1 i r a lm e d i at or e a l i z e n e g a t i v er e f a c t i o ni ss u g g e s t e d ，w h i c hg e n e r a l i z e st h e c e n ts t u d i e 8o f t r e t y a l c o va r l d p e n d r y “以正，w h od e m o n s t r a t e d 出a tm ec h i r a | 1 l i l l i l i 时( a n dh c en e g a t i v er e 疔a c t i o n ) c a i lb oa c h i e v e da to rn e a rt h ef e s o n a n t 疗e q u e n c yo f p e 衄i 撕v i 竹o f c h i m lm e d i a b u t t 1 1 en m i l i 够d o e sn o t 耐s e 协t l l ec a s eo f f ho f r r c s o n a n ce ht h ep r e s e n tc h 印t e r w e c o n s i d e rt l l eb a c k w a r dw a v ep r o p a g a t i o ni na g e n e r a l i z e dm a t e r i a l 值y r o 打o p i cc m 豫l m e d i 诚) w em i n kt h eg y r o t r o p i cc h i f a lm e d i am a yh a v e 锄a d v 柚t a g eo v e rm ec h i r a l m e d i at of a b r i c a t en e g a d v e l yr e 舶c t i n gm 踟“a l s ：s p e c i f i c a l i y t h eg y m 拄o p i cn i h i l i t y m a yb ea c l l i e v e di n 也en o n r e s o n a n c e 舶q u e n c yb a n d ，a n dt h en e g a t i v er e 丹a c t i o n m a y 也e r e f o r eb ec o n v e ! l i e n t l yr e a i i z e de x p e 工i m e n t a l l 弘 v 浙江大学博士论文 a st l l ee i t _ b a s e dr e a l i z “o no fn e g a 血v er e 触c t i v ei n d e xw a sp r e s e n t c di 1 1 c h 卵t e r si i i 柚di vw et a l ( ei n t oa c c o u n tm eo p t i c “p r o p e n i e so f n e g a t i v er e 如c t i v e 恤d e xm a t e r i a l s ( 西c l u d i n ga r t i 矗c i a lm e 协m a t e r i a l s ) i l lc h a p t e r s lm a tf 0 1 l o w f r o m c h a p t e r i it ox ，s o m ep h y s i c a l l yi n t e r e s d n gp r o p e 硝e sa 1 1 de 髓c t s 血c l u d i n gt h e q u a l l n u ne 腩c t s ) o fw a v ep r o p a g a t i o ni nb i a x i a l l ya l l i 8 0 仃d p i cl e f t - h a n d e dt n a t e r i a i s a r eh 1 v e s t i 9 8 t e d ：( i ) m el e m 啦h tc o u p l i l l go fc i r c u l a r l yp o l a r i z e dl i g h t 撕s e si n 吐l e b i a x i a l l yg ”o t r o p i c1 e f t - h a d e dm a t e r i a ld u et ot l l en e g a t i v ei n d i c e s 主1 1p e n i l i t c i v i t y a n dp e n n e a b i l i t yt e n s o r so fg y r o 仃0 p i cm e d i a ；( i i ) f o rt l l ei i g h tp r o p a g a t i n gi i l s i d e c e n a i na n i s o 仃o p i c1 e f t - h a n d e dm e d i aan e wg e o m e 仃i cp h a s et h a ti si n d e p e n d e n to f t h ec o n ea n g l e si ss u g g e s t e d ；( i i i ) 也ee x 仃ap h a s e so fe l e c 订o m a g n e t i cw a v er e s u i 血塔 疗d mt h ei n s t a i l t a n e o u sh e l i c i t vi n v e r s i o na tt h ei n 挺蹬f a c e sb e t w e e nl e r a n d r i g h t _ h a n d e d ( l r h ) m e d i ai ss t u d i e di nd e t a i lb yu s i n gt h el e w i s i u e s e n f e l d 如v a r i 锄t m e o r y s o m ei n t e r e s t i n ga p p l i c a t i o n s ( 已g ，c o 眦o l l a b l ep o s “i o n d 印e nd e 】吡矗e q u e n c y s h i n ，d e t e c t i o no fq u a n t u m v a c u u i n 窖e o m e cp h a s e sa n dh e l i c i t yr e v e r s a l sa tt h e l r hi m e r f a c e se t c ) o fa b o v ee 疏c t sa l l dp h e n o l e n ai ni e n _ h a n d e dm e d i aa r em e n y d i s c u s s e d i nc h a p t e r w ec o n s i d e rs o m ei n t e r d i s c i p l i n a r yt o p i c s ：t h ec o h e r e mc o n t r o lo f q u a n t i z e dl i g h tf i e l d sa n da t o m i cm a t t e rw a v e si nt h ec o i l e df i b e r s f o re x 锄p l e ，a p h e n o m e n o l o g i c a ld e s c r i p 石o no ft i m ee v 0 1 u t i o no fa t o m i cm a t t e rw a v e si n s i d e a s p i t a l 幽a p e da t o m i c - w a v eg u j d ei 8p r e s e n t e d ；也en o n a d i 如a t i cc o n d i t i o n a lg e o m e t r i c p h a s es 1 1 谂i nac o i l e d 丘b e rs y s t e mi ss u g g e s t e d i nc h 印t e rx w ec o n c l u d ew i 也5 0 m er 锄a r k s ，锄ds u g g e s ts o m et o p i c st h a t d e s e r v e 矗l n h e rc o n s i d e r a t i o n 协也ef u t u r e k e y w o r d s ：a m f l c i a le l e c 怕m a g n e t i cm e d i a ；n e g a t i v er e e a c t i v ei n d e xm a t e r i a l s ； q u a n 咖o p t i c s ； c l a s s i c a l e l e c 虹d m a g n e t | ct h e o r y ；q u a n t l l i n c o h e r e n t m e d i a ； e l e c 昀m a g n e t i c a l l yi n d u c e d 仃a n s p a r e n c y ；t l l r e e - a n df o u r 1 e v e ls y s t e m ；e l e c 打i ca n d m a 印c t i cd i p o l e 订a n s i t i o n s ；l o c a lf i e l dc o 玎e c t i o n ；c h i r a ln i h i l i t y ；a i l i s o t r o p y ；f i e l d q u 枷z a t i o n v i 祈江大学博士论文 第一章：人工电磁介质光学特性 1 1 引言 电磁感应透明( e 1 e c t r o m a g n e t i c a l l yi n d u c e dt r a n s p a r e n c y ，e i t ) 介质与 负折射率介质( n e g a t i v ei n d e xm e d i a ，n i m ) 是当前光学与材料领域中两种热门 新型人工电磁介质其中负折射率材料是美科学杂志评出的2 0 0 3 年度世界 十大科技迸展之一电磁感应透明是一种量子相干效应量子相干效应在过去 十多年来一直是量子光学与信息技术领域的研究重点之一，其中的效应如碱金属 低温原子气中光速减慢技术曾在1 9 9 9 年被多个国家评为当年十大国际科技成就 之一，哈佛大学研究组冻结光速的实现则被科技日报评为2 0 0 3 年世界十大科技 新闻之一 本论文用量子光学理论方法与经典电磁理论研究了该两种人工电磁介质的 光学特性本论文主题之一是基于并推广o k t e l 等人论文中的思想方法来研究 e i t 碱金属原子气体介质( 光子共振材料) 实现负介电系数与负磁导率的可能性， 具体获得了e i t 介质成为n i m 介质的物理机制与条件这是继近年来国际上采用 人工异向介质( m e t 锄a t e r i a 工s ) 、光子晶体、手征材料与传输线网络模拟等经典 电磁理论方法与手段设计制作负折射率材料方案之后的叉一种用以实现负折射 率的方案，并且是第一种基于量子光学的方案由于该方案是原子水平的，因此 能天然地实现光波频段的各向同性负折射率介质而用以往基于经典电磁理论 的方案所实现的负折射率介质一般总是各向异性的，要实现各向同性负材料，反 而有难度因此基于e i t 效应的光子共振负折射率介质具有以上引入入深的优 点( 原子水平、光波频段、各向同性) 本文还提出在螺旋向性手征材料 ( g y r o t r o p i cc 1 1 i r a lm e d ia ) 中存在负折射率效应，并研究了手征材料中的场量 子化此外还讨论了一般负折射率材料中的光学与电磁学效应( 尤其是其中可能 存在的光量子效应) 1 2 量子相干效应研究简史 近年来关于多能级原子系综近共振光传播中的相位相干性的研究中，大量理 论与实验工作表明多能级系统能产生许多引人入深的效应与现象