Tripod 型冷原子系统中多重暗态、弱光传播和双光子带隙的相干控制现代光学技术使我们可以精确地通过原子去控制光或通过光去控制原子。比如利用相干制备,我们可以精确地操纵原子系统的光学响应特性,导致电磁感应光透明等一些有趣的现象。这些相干调控技术具有广泛的应用意义,从物理化学到量子计算机领域,它们都提供了有效的处理手段,因此吸引了人们浓厚的讨论兴趣。本论文对基于原子相干效应的 Tripod 型冷原子系统中多重暗态、弱光传播和双光子带隙的相干控制进行了理论讨论。首先,我们详细讨论了这个系统对激光场的瞬态和稳态响应效应,分析了由两个基态能级构成的简单暗态是如何复杂地构成多重简并稳定暗态的。我们的解析方法可以轻松地扩展到其它复杂的原子系统,讨论它们的暗态的普遍表达式。其次,我们针对三种不同情况讨论了一个和两个探测脉冲在 Tripod 型冷原子系统中的传播动力学问题,提出通过精心地制备原子初态可以控制两个超慢探测脉冲之间的时间延迟。另外,通过引入一个弱非相干泵浦场我们可以进一步实现一个探测脉冲的传播群速度由超慢到超快的方便转换。最后,我们提出 Tripod 型冷原子系统在两束同向传播驻波场的驱动下,可以在不同探测共振位置处同时诱导产生完美的双光子带隙。并且分析了获得完美带隙以及分别独立操控两个带隙的参数条件。我们预期关于多重简并暗态的详尽的解析结果对制备任意原子裸态的叠加态有益,在量子非线性光学和基于暗态激子的多通道量子信息过程方面有潜在应用价值。弱光传播的相关讨论结果对于在两探测脉冲之间实现有效的非线性相互作用十分有用,而光场之间的交叉耦合又是实现量子信息处理的前提。我们也希望关于双光子带隙相干控制的这些新结论有益于新颖的光子装置的设计,比如多通道全光开关和全光路由、动态诱导光学微腔等等。
