利用数值计算详细研究具有真空诱导相干的准Λ型四能级原子系统中探测场和驱动场之间的相对位相(Φ)对传播效应的影响。结果表明:通过选择Φ的取值可以获得更大的GWI和更长的存在无反转增益的传播距离,从而获得更高的LWI强度;Doppler展宽存在时,Doppler展宽宽度及探测场和驱动场传播方向对位相相关的GWI和LWI强度的空间演化有明显的调制作用。

数值计算具有自发辐射诱导相干性的开放V型三能级原子系统密度矩阵运动方程,分析无反转激光(LWI)增益的瞬态演化.结果表明:无论是否存在非相干抽运,探测场和驱动场间的相对位相(Ф)对增益的瞬态演化都有显著的影响;通过选择Ф的取值可以获得更大的瞬态和稳定增益;不存在非相干抽运时,系统达到瞬态增益最大值及获得增益稳定值所需要的时间更长,演化过程中振荡幅度更大,获得的增益更大;原子退出速率r₀(原子注入速率比S)的变化将使增益瞬态演化的具体过程发生改变,在r₀(S)的一定取值范围内,瞬态和稳定增益随S(r₀)的增大而增大.

利用不含慢变包络近似和旋波近似的全波Maxwell-Bloch方程组的数值解,研究脉宽对稠密V型三能级原子介质中超短激光脉冲和频谱及其载波包络位相(CEP)依赖性的影响.结果表明:脉宽较小时,脉冲分裂数目少,频谱较宽,高频部分显著,CEP的变化对脉冲及频谱的影响较大,尤其对子脉冲间的时间间隔及频谱高频部分强度大小的影响更为显著;随着脉宽的增大,脉冲分裂数目增多,频谱宽度变窄,高频部分强度明显降低,CEP的变化对脉冲及频谱的影响减弱.

利用不含慢变振幅近似和旋波近似的全波Maxwell-Bloch方程组的数值解,研究单光子共振和失谐两种条件下,相对载波包络相位(RCEP)对在稠密V型三能级原子介质中传播的双色sech型飞秒超短脉冲及频谱演化的影响.结果表明,RCEP对双色脉冲的传播形式及频谱特性的调制在失谐情况比在单光子共振情况显著,在失谐条件下调节RCEP可获得比单光子共振条件下大得多的频谱展宽,出现了最高频率达到入射脉冲中心频率18倍的超连续谱.

利用由时域有限差分法和预估校正法求得全波Maxwell-Bloch方程的数值解,研究少周期超短激光脉冲在Ladder型三能级原子介质中传播时脉冲及介质粒子布居的空间分布.结果表明,脉冲及介质粒子布居的空间分布规律随脉冲面积的改变而发生明显的变化.当脉冲面积较小时,脉冲形状不规则,振荡次数较多;当脉冲面积较大时,脉冲形状变得较为规则,振荡次数明显减少.随着脉冲面积的增大,脉冲振幅和传播速度逐渐增大,各能级粒子布居振荡次数增多,不同时刻的脉冲和粒子布居空间分布的变化明显减小.粒子布居的空间分布与脉冲的空间分布密切相关.

利用由预估计校正-时域有限差分(PC-FDTD)法求解Maxwell-Bloch方程得到的数值解,研究少周期激光脉冲在稠密V型三能级原子介质中传播时各能级粒子数布居的演化特性.结果表明,两跃迁偶极矩的比值(γ)对稠密介质中粒子数布居反转出现的时间和振荡的次数具有显著的影响,γ=1时,考虑洛仑兹局域场修正(LFC)时,粒子数反转出现的较晚,近偶极-偶极(NDD)相互作用延缓了粒子数的反转;γ>1时,考虑LFC时,粒子数反转出现的较早,NDD相互作用加快了粒子数的反转;电偶极矩不同时,粒子数布居振荡的次数比相同时多.粒子数布居在稠密介质中的演化特性与稀疏介质中显著不同,在入界处,稀疏介质中粒子数布居可以实现长时间的反转;随着介质密度的增大,粒子数布居产生准周期性的振荡,但考虑LFC时,振荡的次数比不考虑LFC时少.