표제지
목차
논문요약 9
Abstract 11
I. 서론 13
II. 기본원리 17
1. 평면파의 진행과 군속도 17
2. 2준위 원자계 19
3. 3준위 원자계 22
4. 멈춤 빛: 빛의 저장과 복원 26
5. 밀도 행렬 33
6. Bloch Sphere 37
7. Bloch 방정식 40
III. 실험 43
1. 실험장비 43
2. 희토류 크리스탈 50
3. 감쇠 메커니즘 56
3.1. 밀도 감쇠시간(Population Decay Time, T₁) 56
3.2. 위상 감쇠 시간(Dephase Time, T₂) 57
4. 선폭(Linewidht) 58
4.1. 균질선폭(Homogeneous Linewidth) 58
4.2. 비균질선폭(Inhomogeneous Linewidth) 60
5. 에너지 미세 구조 61
6. 스펙트럴 홀 버닝 현상(Spectral Hole-burning) 63
7. 느린 빛 70
7.1. 스펙트럴 홀 버닝을 이용한 느린 빛 70
7.2. 전자기 유도 투과를 이용한 느린 빛 79
7.3. 느린 빛을 이용한 광로직게이트 82
8. 포톤 에코 88
8.1. 2중 펄스와 3중 펄스 포톤 에코 90
8.2. 일반적인 3중 포톤 에코 실험 94
8.3. 포톤 에코 효율 98
8.4. 위상 잠금 포톤 에코 100
8.5. 밀도 잠금 포톤 에코 106
IV. 결론 112
참고문헌 115
부록 120
부록A-1. 3준위계의 행렬밀도를 이용한 결맞음 계산 MATLAB code 120
부록A-2. Bloch Sphere Matlab code 123
부록A-3. Dark-state Polaritons C code 126
부록A-4. AWG를 이용한 파형생성 C code 129
저널 논문 발표 목록 134
학회 논문 발표 목록 135
그림2-1. 2준위 원자계 20
그림2-2. 2준위 원자계의 라비 진동 22
그림2-3. 3준위 원자계 23
그림2-4. 조사 빔(위)과 커플링 빔(아래) 31
그림2-5. Dark-state Polariton(위)과 스핀파동(아래) 32
그림2-6. 전산 모사의 3준위계와(위) 인가된 펄스들(아래) 35
그림2-7. 각 준위 원자 밀도 분포 36
그림2-8. 각 에너지 준위 사이의 결맞음 변화 37
그림2-9. Bloch Sphere 39
그림2-10. Bloch 방정식을 이용한 전산모사 42
그림3-1. Dye-SF-077 링-다이 레이저 광학 평면도 44
그림3-2. DYE-SF-077 레이저 발진 모습 46
그림3-3. 극저온 장치(LHe Cryostat) 47
그림3-4. Sample 홀더(제작) 49
그림3-5. 실험 구동을 위한 장비배치 50
그림3-6. 주기율표(Wikipedia 인용) 51
그림3-7. 단사정계 모형 52
그림3-8. (Dieke Diagram) LaCl₃에서 3가 이온화된 에너지 구조 54
그림3-9. 비균질 선폭 확인 55
그림3-10. 비균질 선폭 측정 56
그림3-11. 균질 선폭과 비균질 선폭 비교 60
그림3-12. Pr3+:Y2SiO5의 에너지 미세 구조(이미지참조) 62
그림3-13. 스펙트럴 홀 버닝의 이해 64
그림3-14. 홀 버닝 현상의 3가지 분류 65
그림3-15. Pr3+:Y2SiO5 크리스탈의 스펙트럴 홀 버닝(이미지참조) 67
그림3-16. 홀버닝 현상을 관측하기 위한 실험도 68
그림3-17. Pr3+:Y2SiO5의 스펙트럴 홀 측정(이미지참조) 69
그림3-18. 느린 빛 관측을 위한 펌핑빔과 조사빔의 펄스 모형 72
그림3-19. 느린 빛 관측을 위한 실험도 72
그림3-20. 펌핑 효과에 따른 빛의 군속도 변화 75
그림3-21. 조사빔의 펄스폭에 따른 빛의 군속도 변화 77
그림3-22. 군속도 변화 3D 78
그림3-23. 전자기 유도 투과 측정 81
그림3-24. 전자기 유도 투과에 의한 느린 빛 81
그림3-25. 느린 빛을 이용한 광 스위칭 83
그림3-26. NOR/AND 로직게이트 84
그림3-27. NAND/OR 로직게이트 84
그림3-28. 광논리게이트 구현 실험도1 85
그림3-29. Phase Matching과(좌상)와 실험도2 86
그림3-30. 느린 빛 논리게이트의 Boolean표 87
그림3-31. NAND/OR 논리게이트 실험구현 87
그림3-32. 포톤 에코와 Bloch 벡터 93
그림3-33. Pr:YSO 에너지 구조(위)와 에코 펄스 모형(아래) 95
그림3-34. 3중 펄스 포톤 에코 97
그림3-35. 광학 깊이에 따른 에코 효율(계산) 99
그림3-36. 광학 깊이에 따른 에코 세기 변화(실험) 100
그림3-37. 4파장 섞음과 Phase Matching 102
그림3-38. 위상 잠금 포톤 에코를 위한 펄스 모형 103
그림3-39. 2중 펄스 포톤 에코와 위상 잠금 포톤 에코의 비교 104
그림3-40. B1/B2 사이 시간 간격 조절에 따른 에코 세기의 변화 106
그림3-41. 밀도 잠금 포톤 에코의 펄스 모형 107
그림3-42. 밀도 잠금 포톤 에코의 에너지 준위와 광경로 108
그림3-43. 3중 펄스 포톤에코와 밀도 잠금 포톤에코 비교 109
그림3-44. Multi-mode 밀도 잠금 포톤 에코 110
그림3-45. 밀도 잠금 포톤에코의 Rabi 진동 111