四波混频相干控制（英文版） [Coherent Control of Four-Wave Mixing] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张彦鹏 等 著

图书标签:

• Coherent Control
• Four-Wave Mixing
• Nonlinear Optics
• Quantum Optics
• Laser Physics
• Optical Physics
• Ultrafast Optics
• Spectroscopy
• Quantum Control
• Photonic Devices

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040313390

版次：1

商品编码：10554283

包装：平装

外文名称：Coherent Control of Four-Wave Mixing

开本：16开

出版时间：2011-02-01

用纸：胶版纸

页数：413

内容简介

　　《四波混频相干控制（英文版）》讨论原子相干诱导的多能级原子系统中四波混频过程频率、时间与空间领域的相互作用。《四波混频相干控制（英文版）》涉及五个方面的内容：多能级多色激光相干产生的四波混频超快极化拍；色锁噪声场关联的拉曼－瑞利－布里渊增强极化拍；超薄、微米量级及长样品池中的不同类型双缀饰四波混频过程：多能级电磁感应透明介质中四波混频与六波混频时间空间干涉：探测场与四波混频场的空间移动与分裂以及四波混频信号中的带隙孤子串、旋转孤子以及多分量矢量孤子。《四波混频相干控制（英文版）》适合非线性光学领域的专家学者以及在校研究生和本科生学习参考。

目录

1 Introduction
1.1 Nonlinear Susceptibility
1.2 Coherence Functions
1.3 Suppression and Enhancement of FWM Processes
1.4 Double Dressing Schemes of Probe and Four-Wave Mixing Fields
1.5 Spatial Optical Modulation via Kerr Nonlinearities
1.6 Formations and Dynamics of Novel Spatial Solitons
References
2 Ultrafast Polarization Beats of Four-Wave Mixing Processes
2.1 Four-level Polarization Beats with Broadband Noisy Light
2.1.1 Basic Theory
2.1.2 FLPB in a Doppler-broadened System
2.1.3 Photon-echo
2.1.4 Experiment and Result
2.2 Ultrafast Sum-frequency Polarization Beats in Twin Markovian Stochastic Correlation
2.2.1 Basic Theory
2.2.2 Second-order Stochastic Correlation of ASPB
2.2.3 Fourth-order Stochastic Correlation of ASPB
References
3 Raman, Rayleigh and Brillouin-enhanced FWM Polarization Beats
3.1 Attosecond Sum-frequency Raman-enhanced Polarization Beats Using Twin Phase-sensitive Color Locking Noisy Lights
3.1.1 Basic Theory of Attosecond Sum-frequency REPB
3.1.2 Homodyne Detection of Sum-frequency REPB
3.1.3 Heterodyne Detection of Difference-frequency REPB
3.2 Competition Between Raman and Rayleigh-enhanced Four-Wave Mixings in Attosecond Polarization Beats
3.2.1 Basic Theory
3.2.2 Stochastic Correlation Effects of Rayleigh and Raman-enhanced FWM
3.2.3 The Raman and Rayleigh-enhanced Nonlinear Susceptibility in cw Limit
3.2.4 Homodyne Detection of ASPB
3.2.5 Heterodyne Detection of ASPB
3.2.6 Discussion and Conclusion
3.3 Coexisting Brillouin, Rayleigh and Raman-enhanced Four-Wave Mixings
3.3.1 Basic Theory
3.3.2 Homodyne Detection of ASPB
3.3.3 Heterodyne Detection of ASPB
3.3.4 Phase Angle
3.3.5 Discussion and Conclusion
References
4 Multi-Dressing Four-Wave Mixing Processes in Confined and Non-confined Atomic System
4.1 Temporal and Spatial Interference Between Four-Wave Mixing and Six-Wave Mixing Channels
4.2 Intermixing Between Four-Wave Mixing and Six-Wave Mixing in a Four-level Atomic System
4.2.1 Interplay Between FWM and SWM
4.2.2 Discussion
4.3 Coexistence of Four-Wave, Six-Wave and Eight-Wave Mixing Processes in Multi-dressed Atomic Systems
4.3.1 Parallel and Nested Dressing Schemes
4.3.2 Interplay Among Coexisting FWM, SWM and EWM Processes
4.4 Controlled Multi-Wave Mixing via Interacting Dark States in a Five-level System
4.4.1 Basic Theory
4.4.2 Numerical Results
4.4.3 Discussion
4.5 Polarization Interference of Multi-Wave Mixing in a Confined Five-level System
4.5.1 Basic Theory
4.5.2 MWM in Long Cells
4.5.3 MWM in Ultra-thin and Micrometer Cells
4.5.4 Discussion
References
5 Enhancement and Suppression in Four-Wave Mixing Processes
5.1 Interplay among Multi-dressed Four-Wave Mixing Processes
5.2 Observation of Enhancement and Suppression of Four-Wave Mixing Processes
5.3 Controlling Enhancement and Suppression of Four-Wave Mixing via Polarized Light
5.3.1 Theoretical Model and Analysis
5.3.2 Experimental Results
5.4 Enhancing and Suppressing Four-Wave Mixing in Electronm-genetically Induce Transparency Window References
6 Multi-Wave Mixing Processes in Multi-level Atomic System
6.1 Modulating Multi-Wave Mixing Processes via Polarizable Dark States
6.2 Polarization Spectroscopy of Dressed Four-Wave Mixing in a Three-level Atomic System
6.2.1 Various Nonlinear Susceptibilities for Different Polarization Schemes
6.2.2 Nonlinear Susceptibilities for Zeeman-degenerate System Interacting with Polarized Fields
6.2.3 Third-order Density-matrix Elements in Presence of Dressing Fields
6.3 Controlling FWM and SWM in Multi-Zeeman Atomic System with Electromagnetically Induced Transparency
6.3.1 Basic Theory
6.3.2 Dual-dressed EIT
6.3.3 Four-Wave Mixing
6.3.4 Six-Wave Mixing
References
7 Controlling Spatial Shift and Spltting of Four-Wave Mixing
7.1 Basic Theory
7.2 Electromagnetically-induced Spatial Nonlinear Dispersion of Four-Wave Mixing Beams
7.3 Spatial Dispersion Induced by Cross-phase Modulation
7.4 Experimental Demonstration of Optical Switching and Routing via Four-Wave Mixing Spatial Shift
7.4.1 Theoretical Model and Experimental Scheme
7.4.2 Optical Switching and Routing via Spatial Shift
7.5 Controlled Spatial Beamsplitter Using Four-Wave Mixing Images
7.6 Spatial Splitting and Intensity Suppression of Four-Wave Mixing in V-type Three-level Atomic System
References
8 Spatial Modulation of Four-Wave Mixing Solitons
8.1 Basic Theory
8.1.1 Calculation of Double Dressed Cross-Kerr Nonlinear Index of Refraction
8.1.2 Calculation of Analytical Solution of One-dimensional Bright and Dark Spatial Solitons
8.2 Novel Spatial Gap Solitons of Four-Wave Mixing
8.3 Dipole-mode Spatial Solitons of Four-Wave Mixing
8.4 Modulated Vortex Solitons of Four-Wave Mixing
References
Index

晶体光学前沿：非线性光学效应的调控与应用 书籍名称：晶体光学前沿：非线性光学效应的调控与应用 内容简介： 本书聚焦于现代光学与材料科学交叉领域的前沿课题——晶体光学及其在非线性光学效应调控中的关键作用。它系统性地探讨了光与物质在强场相互作用下产生各种复杂非线性现象的机理、实验技术以及潜在应用。全书旨在为研究生、研究人员及高级工程师提供一个深入、严谨且具有前瞻性的知识体系，帮助读者理解如何利用晶体材料的独特性质来精确控制和利用非线性光学过程。 第一部分：非线性光学基础与晶体介质 本书的开篇部分奠定了坚实的理论基础。第一章详细回顾了经典电磁学与量子力学视角下的光与物质相互作用理论，重点阐述了介质极化率的非线性高阶项，特别是二阶和三阶非线性响应的物理图像。我们深入分析了极化率的对称性限制，这些限制直接决定了哪些非线性过程在特定晶体结构中是允许发生的。 第二章则专门剖析了非线性晶体材料的特性。从晶体结构、点群对称性到双折射、倍频效率的理论计算，本书提供了丰富的实例分析。重点探讨了周期性极化结构（PPLN, PPLT等）的制备工艺、缺陷工程对非线性系数的影响，以及如何通过温度、应力或电场来动态调控晶体的非线性响应。我们将详细讲解波矢匹配（Phase Matching）的理论，包括准相位匹配（QPM）与经典相位匹配的优劣比较，以及如何设计波导结构以增强非线性相互作用的有效长度。 第二部分：关键非线性光学过程的深度剖析 本卷深入探讨了多种核心非线性过程，着重于其在精确控制下的实现路径。 第三章：频率转换的精确控制 本章集中讨论了频率转换（Frequency Conversion）技术。除了传统的二次谐波产生（SHG）和和频/差频产生（SFG/DFG），我们详尽分析了高阶频率倍增过程，例如四倍频（SFG of two SHG signals）和高次谐波产生（THG）。讨论的重点在于如何利用空间光束整形技术（如飞秒脉冲的超展宽）和材料的非线性特性，实现超宽带光谱的生成。我们详细解析了超连续谱（Supercontinuum Generation）在微结构光纤（如空心光纤）中的形成机理，以及如何通过光纤的非线性特性来稳定输出波长和相位。 第四章：光束相互作用与受激散射 这一章聚焦于光场之间的非线性耦合现象。受激拉曼散射（SRS）和受激汤姆孙散射（STHS）被置于核心地位。本书不仅从统计物理的角度推导了受激过程的增益系数，还着重介绍了如何通过泵浦波的脉冲结构（如皮秒与飞秒脉冲的组合）来抑制或增强特定的散射通道。此外，参量放大（OPA）被视为一种重要的能量转移机制，我们详细讨论了其阈值、增益带宽的限制，以及在设计紧凑型、高效率参量放大器时必须考虑的色散补偿和泵浦光质量要求。 第五章：载流子动力学与光电耦合 针对半导体和介观系统，本章深入研究了光场驱动下的载流子行为。我们探讨了光致激发、载流子弛豫、光电流的非线性产生等过程。特别关注了光电导效应在超快激光开关和调制中的应用。详细分析了半导体量子点和量子阱结构中，激子（Excitons）与光子之间的耦合强度对非线性吸收和发射特性的影响，为设计高效的非线性光电器件提供了理论指导。 第三部分：先进调控技术与未来展望 本卷将理论与实践紧密结合，探讨了实现复杂非线性调控的尖端技术。 第六章：超快脉冲整形与相位工程 精确控制非线性过程的核心在于对输入光场的空间和时间结构进行超快脉冲整形（Pulse Shaping）。本章详细介绍了基于数字微镜器件（DMD）和空间光调制器（SLM）的任意波形发生技术。读者将学习如何通过精确控制脉冲的瞬时频率（啁啾）、时间延迟和空间相位，实现对非线性响应的“逆向工程”，例如，利用梯度相位来控制倍频过程中的带宽拓展，或者利用特定相位结构来引导受激散射的能量流向。 第七章：微纳光子学中的非线性集成 本书的最后一部分展望了非线性光学向集成化和微型化发展的趋势。我们讨论了高非线性介质集成在硅基、氮化硅和铌酸锂（LN/LNOI）波导中的实现挑战。重点分析了波导几何形状（如槽波导、光子晶体波导）如何极大地增强非线性效应的有效性，并解决了由高光强引起的损伤问题。本书还探讨了在片上集成电路中，如何利用非线性过程实现全光信号处理、片上激光器以及基于非线性耦合腔的量子光源的构建。 结论与展望： 全书以严谨的数学推导和丰富的物理图像相结合，为读者构建了一个全面的非线性晶体光学调控框架。它不仅是深入理解现有非线性现象的参考书，更是激发未来创新研究方向的工具书，特别是在超快科学、量子光学和光通信领域具有重要的理论和工程价值。本书的组织结构确保了读者能够系统地从基础原理过渡到前沿应用，理解如何通过对晶体材料和光场结构的精细设计，驾驭和利用光与物质间最深刻的相互作用。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对光物理学充满好奇的学生，这本书的标题“Coherent Control of Four-Wave Mixing”无疑点燃了我探索的激情。我了解到四波混频是一种非常有趣的非线性光学现象，它能够产生新的光频率，这在光通信、光谱分析以及量子信息处理等领域都有潜在的应用。但是，要让这个过程变得可控，特别是能够精确地选择和调控产生的频率，就需要更深层次的理解和技术。我期待这本书能够为我揭示“相干控制”的奥秘，比如它是否利用了量子力学中的相干性原理，或者是否涉及一些先进的激光技术。我希望书中能够解释清楚，如何通过精确控制入射光场的时域和频域特性，来指导四波混频过程朝着我们期望的方向发展。我尤其希望看到书中能够提供一些定量的分析，让我能够理解相干控制的参数是如何影响混频效率和输出光谱的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，恰好填补了我近期在研究中遇到的一个关键性空白。我的研究方向涉及到一些需要精确控制光信号频率和带宽的应用，而四波混频正是实现这些目标的重要手段之一。然而，传统的四波混频过程往往存在输出不确定性高、效率受限等问题。我非常渴望了解如何通过“相干控制”来克服这些挑战。我预想这本书会深入探讨如何利用激光器的相干性，例如通过相干脉冲序列或者锁相的激光阵列，来精确地驱动四波混频过程。我希望书中能够提供一些关于如何设计实验平台、选择合适介质以及优化泵浦光和信号光的相互作用条件的指导。此外，我还在思考，这本书是否会对不同类型的四波混频过程（例如，自由载流子诱导四波混频、激子-极化激元四波混频等）在相干控制方面的应用进行比较和分析，并讨论各自的优缺点。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书（或者说，是尝试着去阅读），我发现它在结构上似乎做了一个非常细致的梳理。我之前对四波混频的理解，更多是基于一些零散的课堂笔记和零星的论文，缺乏一个系统性的框架。这本书很可能从最基础的非线性光学方程出发，逐步推导出四波混频的数学模型，然后引入相干控制的概念，并在此基础上，可能分门别类地讨论不同的相干控制策略。我猜测其中会涉及多光束耦合的理论，以及如何通过优化入射光场的参数（如强度、相位、偏振、时间延迟等）来影响混频产物的性质。我特别感兴趣的是，书中是否会给出一些具体的实验方案或者理论计算的案例，来演示这些相干控制方法的有效性。我希望这本书能够提供一些非常直观的图示或者仿真结果，帮助我理解抽象的理论概念，并且能够让我对如何在实际实验中实现这些控制技术有一个初步的认识。

评分☆☆☆☆☆

初次接触这本书，我主要是被“四波混频”和“相干控制”这两个名词所吸引。在我之前的学习和工作中，虽然接触过一些非线性光学现象，但对于如何精确地操控这些过程，特别是利用相干性来实现主动控制，一直感到有些模糊。这本书的标题直接点出了我想要深入了解的核心问题。我预想它会详细阐述四波混频的基本原理，比如其发生条件、涉及的参量以及常见的实现方式。更重要的是，我期待它能深入探讨“相干控制”的理论基础，比如如何利用不同波长、不同相位和时序的光场来调控四波混频的输出，从而实现诸如频率转换、光谱整形、光脉冲压缩甚至量子态制备等高级功能。我希望书中能够包含大量的理论推导和模型分析，让我能够理解其中的物理机制，而不是停留在现象的描述层面。同时，作为一本英文版的图书，我期望它能够引用最新的研究成果和经典文献，为我提供一个全面而深入的学术视野，引导我进入这个复杂而迷人的研究领域。

评分☆☆☆☆☆

在阅读这本书之前，我一直对非线性光学中的“四波混频”现象感到好奇，但对其“相干控制”方面的细节了解甚少。我所知道的四波混频，更多是停留在其能够产生新频率的层面，而如何精确地调控这些新频率，或者如何让混频过程产生特定性质的光，对我来说是一个未解之谜。这本书的英文标题，让我感觉它很可能深入探讨了如何利用激光的相干性来“指挥”四波混频过程。我预想书中会详细介绍不同类型的相干控制方案，比如使用多束泵浦光、或者利用飞秒脉冲序列来诱导和调控非线性相互作用。我希望这本书能够提供一些非常具体的技术细节，例如如何通过优化光场的相位匹配条件，或者如何利用介质的非线性响应特性，来实现对四波混频输出的精确控制。我非常期待书中能够有关于实验装置的介绍，让我能够对实际操作有一个初步的印象。