《電與磁增益匹配相干原子氣體的負折射光學性質》是依託西安交通大學，由李福利擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：電與磁增益匹配相干原子氣體的負折射光學性質
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李福利
- 依託單位：西安交通大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
利用電與磁增益的匹配和原子的相干性，探索在原子氣體中實現無光子吸收的負折射；將處於不同相的冷原子光晶格組合與原子EIT效應相結合，研究在低密度冷原子氣體中實現無吸收光學負折射。本研究將為在原子氣體介質中實現光學負折射提供全新的理論方案，具有重要的科學意義和潛在套用價值。
結題摘要
項目研究了利用電與磁增益的匹配和原子的相干性在原子氣體中實現無光子吸收的負折射現象。詳細分析了通過一個五能級原子系統實現負折射的問題。在這一系統中，為了平衡電和磁的增益，在電躍遷或磁躍遷上引入了非相干泵浦。通過調節非相干泵浦參數和相干驅動場的拉比頻率，我們發現兩個手征係數可以近似達到相位相反而振幅相同，從而實現折射率為負。通過數值計算和分析，我們發現系統存在一個很寬的透明視窗，無論改變非相干泵浦參數、相干驅動場拉比頻率還是原子密度，這一透明視窗幾乎保持不變。在此透明視窗內，計入局域場修正後可以獲得-0.5到-1.0的折射率。我們還研究了一個級聯型四能級原子模型。在這一模型中，如果原子初始製備在基態與中間激發態的相干疊加態，但在基態與激發態間沒有粒子數翻轉，通過兩個基態間的相消吸收，介質對電分量有增益，但對磁分量仍存在吸收。我們發現在某些頻率處介質的相對介電常數和磁導率的實部可同時為負，而它們的虛部的相位恰好相反，對電的增益與對磁的吸收相互抵消。由此，實現了無吸收強負折射的原子介質，折射率係數可達-100的量級。
