由超短激光脉冲序列驱动的三能级$\Lambda$型系统的动力学

我们研究由相干短非重叠激光脉冲序列驱动的三能级$\Lambda$型原子的动力学。通过将脉冲近似为$\delta$函数，我们推导出密度矩阵的解析非微扰表达式。我们证明，根据序列参数的不同，系统动力学实现了多种情景。我们展示了通过使用有效面积为$2\pi$的脉冲，可以在$\Lambda$系统的两个基态之间驱动拉曼跃迁，同时避免布居激发态。将整个布居从一个基态转移到另一个基态所需的$2\pi$脉冲数量取决于两个允许跃迁的拉比频率之比。在拉比频率相等的情况下，系统可以通过单个$2\pi$脉冲从一个基态转移到另一个基态。当总脉冲面积不等于$2\pi$且满足双光子共振条件时，系统演化到“暗”态，并对后续脉冲变得透明。我们推导了准稳态下密度矩阵的解析表达式。我们分析了准稳态下脉冲后激发态布居对序列参数的依赖性。我们找到了对应于激发态布居最大值的序列参数最优值。稳态下激发态布居的最大值在有效单脉冲面积等于$\pi$时达到，并且在辐射寿命远小于脉冲重复周期的极限情况下等于2/3。