中文摘要：

稀土离子硅酸钇晶体作为一种理想的非线性固体介质，具有窄的光谱结构和长的退相干时间, 适合于原子相干效应的实验演示。其低吸收、实用化程度高、易于人工操纵的优点，对未来新的光量子器件的设计和信息科学技术的发展都有重要意义。本项目拟用半经典理论及量子光学理论与方法对稀土离子硅酸钇晶体的相干性进行分析，并研究电磁诱导成像在其中的形成。主要研究内容有三利用光与物质相互作用的半经典理论，以Pr3+: Y2SiO5为例，分析激光线宽、自旋子能级非均匀线宽、浓度等因素对介质的相干性及介质中信号光场的横向空间效应的影响；采用非均匀控制光场，使该介质折射率表现出空间梯度分布，揭示诱导成像在介质中实现的变换机理及规律，并讨论固体介质中诱导成像质量与相干光场的关系；研究温度变化对诱导成像质量的影响。相干制备固体介质中的诱导成像可用于制造新型光学图像存储及变换器件，在量子保密通信方面有着重要的应用价值。

结论摘要：

国家自然科学青年基金项目“稀土离子硅酸钇晶体中的电磁诱导成像研究 ”（ 11104185），2012年1月实施，2014年12月完成。 1. 项目在固态介质的诱导横向光学特性方面进行了深入的研究，发表标注SCI 论文7篇、EI论文1篇，中文核心3篇，合计论文11篇； 2. 培养了硕士研究生3名，参加了四次学术会议； 3. 利用半经典的量子理论和留数定理，得出了固体介质在电磁诱导透明作用下的极化率； 4. 建立了掺稀土离子晶体自成像的光学系统，并给出了自成像位置的确定方法及成像质量的评判标准； 5．根据研究计划，本课题首先研究了量子相干作用下，稀土离子晶体对探测场所表现出的横向光学特性。结果与预期一致，介质的横向空间特性与控制场的分布有着直接的关系。尽管固体介质具有窄的光谱结构和长的退相干时间，但探测场在其内部的透过率依然可保持较高的水平，这对量子光学器件的制备至关重要； 6. 作为本项目的核心内容，电磁感应成像在稀土离子晶体中的实现也得出了较为理想的结果。以 或 为例，无论掺杂哪种离子，介质中都可实现诱导成像。然而，成像位置和质量受介质及系统的影响却不尽相同。如掺杂浓度、控制场的强度、光谱线宽等对成像特性都有影响。该研究结果对新型光学图像存储及变换器件的制备，信息处理方面都着重要的应用价值； 7．给出了二维电磁诱导成像结果，当控制场为椭圆高斯场时，介质的横向光场分布在x,y方向呈现不同性质，相应的诱导成像在这两个方向也有不同的结果，如成像位置不同，两方向的成像质量会互相影响。