研究了拉盖尔-高斯(Laguerre-Gaussian, LG)涡旋光束在电磁诱导透明(Electromagnetically Induced Transparency, EIT)介质中的传输演化特性。在得到EIT介质ABCD传输矩阵的基础上, 利用广义惠更斯-菲涅尔原理, 推导出了LG涡旋光束在EIT介质中传输时的解析表达式, 并研究了光束的强度和相位演化特性, 以及对拓扑荷、径向指数、相干长度等参数的依赖关系。研究表明, LG涡旋光束在EIT介质中传输时经历了周期性的聚焦和扩散。对于部分相干LG涡旋光束, 较小的拓扑荷或较大的径向指数会导致相位奇点被隐藏。此外, 相位奇点在传输过程中会发生分裂现象, 同时产生拓扑荷相反的相位奇点。随着相干长度的增加, 相位奇点的隐藏、分裂和产生现象会逐渐减弱直至消失。

量子干涉(QI)和Autler-Townes分裂(ATS)是原子-光相互作用系统中的两种不同效应。在电磁诱导透明(EIT)系统中,当耦合光强度适中时,二者会同时存在。一般以耦合光拉比频率作为定性区分QI与ATS的依据,同时Akaike信息准则(AIC)可用于量化二者的相对权重。本文基于AIC方法研究了原子系统中退相位对QI和ATS权重的操控作用。研究表明,通过调节退相位率,可以实现QI和ATS之间的相互转换,以及相消干涉和相长干涉之间的相互转变。利用耦合光和探针光之间的相位关联可以实现退相位的精确操控,由此改变QI和ATS的权重,进而达到QI效应的极大增强。

提出了一种利用原子系统的关联相位涨落调控量子干涉的方法。原子之间的碰撞以及原子与外界热库的耦合会导致原子能级产生随机的相位涨落。研究了不同能级的相位涨落的强度和他们之间的关联对原子相干性和量子干涉的影响。结果表明,正关联相位涨落可以增强相消量子干涉(探针光的吸收减弱),而反关联相位涨落可以增强相长量子干涉(吸收增强)。在特定条件下量子干涉消失,原子对探针光的响应由Autler-Townes分裂决定。最后,研究了耦合光Rabi频率对量子干涉的影响。当耦合光较弱时,可以利用原子能级的关联相位涨落有效地调控量子干涉;当耦合光很强时,量子干涉非常弱,可以被忽略。

光学锁相环(OPLL)是电子学锁相环在光学领域的拓展,它是基于光电探测器、鉴相器以及配套的电路,通过反馈回路控制半导体激光器的电流模块和压电陶瓷扫描模块,以达到锁定两束激光的频率和相位的目的。介绍了光学锁相环的结构、鉴频鉴相器(PFD)的工作原理,并基于锁相环路芯片ADF41020设计了一种光学锁相电路,设计锁定两束激光的频率差的范围为4 GHz-18 GHz。

讨论了在合成该移动驻波场时，叠加场的具体实验参数对驻波场光场分布和移动速度的影响。给出了驻波场的平均移动速度随两束行波场的频率差和振幅比的变化关系。针对具体实验，分析了两高斯光束夹角和远场发散角对驻波场光场分布的影响。因此实验中为制备较好的光子晶体，需通过光学器件整形得到具有较好光斑质量和较小远场发散角的光束后，使两束功率相等且腰斑重合的光束叠加。

文章分析了Λ-型三能级原子与腔耦合系统在强耦合条件下, 腔透射谱在随腔模失谐的变化情况。结果表明, 改变腔模失谐不但对正交劈裂峰会产生频移, 同时对内腔EIT峰也会产生频率推移, 并且在单光子失谐时, 推移程度也有所不同;当腔模失谐达到自由光谱区的一半时, 内腔暗态极子模出现双峰结构。这一结果对研究基于原子腔系统的关联光场具有积极的意义。

对铯原子汽室中不同能级和不同温度的原子在不同光强和不同偏振光作用下的光学厚度进行了实验测量。理论上通过建立每个塞曼子能级的速率方程，利用龙格库塔算法求得了布居数随时间演化的数值解，从而得到了依赖于时间的吸收系数。考虑到原子热运动以及光束束宽对光学厚度的影响，利用数值积分得到了原子共振频率附近的平均吸收系数，进而利用比尔法对光通过铯原子汽室的透射曲线进行了精确的拟合，最终得到了实验系统中原子汽室光学厚度的精确值。理论分析和实验结果表明，随着温度的升高，光学厚度迅速增大；随着光强的增加，光学厚度略有变小。