1. 研究目的与意义（文献综述）

在没有任何驱动场的情况下，二能级原子系统的吸收光谱会显现出洛伦兹线型[1]。当其中一个激发态通过强光场耦合到另一个激发态时，吸收光谱的线型会发生凹陷，这本质上是由于每个激发态分裂成两个部分。在理想条件下这种系统的吸收光谱中 , 探针激励信号中会出现一条暗线，这条暗线是电磁诱导透明度[2]的本质。这种奇特的非线性现象是由原子体系与光场相互耦合作用引发的，是量子光学、激光学领域重要的研究课题之一。原子体系在相干场近共振条件下引发的奇异效应，在电磁诱导透明[3,4]、电磁诱导吸收[5]、电磁诱导增益效应[6]、量子计算[7]、量子信息存储[8]、无反转粒子激光[9]、光群速度减慢[10]等领域有潜在的研究与应用价值。这些奇异效应中，电磁诱导透明最为直观易懂并且应用广泛。

gray等人最早[11]发现在强泵浦光的作用下，介质对探测光的吸收减弱这一现象。随后，harris小组在sr原子气体中观测到电磁诱导现象，提出了介质透明[12，13]的概念。于是对电磁诱导透明的稳态过程的研究逐渐展开，boon比较了三种不同构造中的电磁诱导透明对相干场拉比频率的依赖关系。电磁诱导透明现象的研究对象从原子体系到分子体系[14]；从二能级原子系统拓展到三、四能级[15,16]以上的原子体系；从在λ型体系中研究电磁诱导透明到后来研究级联体系[17]中的电磁诱导透明。

目前，较低能级原子系统（如二、三能级原子系统）的相关现象研究得比较透彻。但对于高能级系统，由于计算困难，原子系统的光学性质还有很大的探索空间。另外，对经典的电磁诱导透明模型稍加改变，得到的原子能谱会发生意想不到的结果。所以，有关电磁诱导透明的物理本质尚有待深入研究，特别是电磁诱导透明与我们已经熟知的现象是否有联系。这需要深入本质，着重对原子内部能级跃迁进行研究，进而导出导出宏观现象的结论，这也是本课题研究的重点所在。

2. 研究的基本内容与方案

兰姆凹陷光谱技术广泛应用在精密光谱测量中，但该技术的物理原理还没有严格的光学解释。本课题基于电磁诱导透明光学理论，解释兰姆凹陷形成的光学原因，运用解析和数值解法研究凹陷形成的物理图像。

研究内容：

（1）用理论推导解释电磁诱导透明现象形成的原因。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解兰姆凹陷的通俗解释，了解电磁诱导透明的发展现状，针对现存问题提出研究方案并对其可行性进行调研和讨论，完成开题报告。

第4－6周：阅读文献，推导各能级粒子数密度稳态解的解析式，通过编程作图解释电磁诱导透明出现的成因。

第7－10周：将介质原子的速度分布考虑到电磁诱导透明的出现中，调整激光输入变量，再次作图并用它解释兰姆凹陷。

4. 参考文献（12篇以上）

1 scullym o, zubairy m s. quantum optics (cambridge university press, cambridge,1997)[j]. url https://www. cambridge. org/core/books/quantum-optics/08dc538884.

2fleischhauer m, imamoglu a, marangos j p. electromagnetically induced transparency:optics in coherent media[j]. reviews of modern physics, 2005, 77(2): 633.

3marangos j p. electromagnetically induced transparency[j]. journal of modernoptics, 1998, 45(3): 471-503.