第三章-光学布洛赫方程_第1页
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文档简介

第三章-光学布洛赫方程第一页，共31页。3.2光与二能级原子的作用本征态

能量本征值

原子跃迁角频率

波函数第一页第二页，共31页。基矢正交归一,完备矩阵形式第二页第三页，共31页。光与原子作用的总哈密顿量第三页第四页，共31页。不允许

相互作用哈密顿量第四页第五页，共31页。3.3纯系综的密度矩阵任一力学量的平均值

定义四个矩阵元

第五页第六页，共31页。第六页第七页，共31页。密度矩阵元的物理意义原子在上能级几率原子在下能级几率原子电偶极矩的正频分量原子电偶极矩的负频分量第七页第八页，共31页。密度矩阵的狄拉克形式第八页第九页，共31页。密度矩阵的运动方程

从薛定谔方程出发，

由密度矩阵的狄拉克形式，容易得到运动方程第九页第十页，共31页。密度矩阵的运动方程

密度矩阵元的方程

第十页第十一页，共31页。3.4光学布洛赫方程

密度矩阵的运动方程密度矩阵元的方程

第十一页第十二页，共31页。没有考虑泵浦和衰减过程的光学布洛赫方程

第十二页第十三页，共31页。考虑衰减过程

衰减过程的影响第十三页第十四页，共31页。横向弛豫参数

光学布洛赫方程

第十四页第十五页，共31页。假定

光学布洛赫方程

（纵向弛豫参数）

光场为0时

第十五页第十六页，共31页。3.5简化布洛赫方程（慢变振幅近似与旋转波近似）考虑线偏振光与二能级原子的作用光学布洛赫方程

第十六页第十七页，共31页。旋转波近似和慢变振幅近似的光学布洛赫方程

第十七页第十八页，共31页。定义旋转波近似和慢变振幅近似的光学布洛赫方程

第十八页第十九页，共31页。引入第十九页第二十页，共31页。定义色散吸收或放大极化强度反转粒子数第二十页第二十一页，共31页。3.6光学布洛赫方程的定态解

布洛赫方程求定态解第二十一页第二十二页，共31页。反转粒子数极化强度第二十二页第二十三页，共31页。频率失谐参数饱和光强小信号共振吸收系数极化率第二十三页第二十四页，共31页。极化率相对介电常数折射率光强增益第二十四页第二十五页，共31页。3.7光学布洛赫方程的矢量模型布洛赫矢量

矢量布洛赫方程不考虑泵浦额和衰减第二十五页第二十六页，共31页。不考虑泵浦和衰减的光学布洛赫方程可写成陀螺方程

当考虑衰减

当

光学布洛赫方程

的矢量模型

转动方向由右手定则决定

绕

转动

转动角频率

第二十六页第二十七页，共31页。

布洛赫矢量旋转的几何图像，非共振第二十七页第二十八页，共31页。光学布洛赫量的旋转的角频率是

拉比频率转动方向由右手定则决定

若初始则无法取到若初始则无法取到第二十八页第二十九页，共3

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