铷原子光磁共振中瞬态相干效应的研究

发布时间：2021-05-17 09:17

　　基于自旋瞬态相干效应的光谱学研究能够提供大量关于物质微观动力学的信息,是波谱学的重要分支,从1964年光子瞬态相干效应发现到现在已有50多年的历史。对于原子光磁共振中的瞬态演化动力学而言,现在的研究还较少,正在慢慢起步。随着基于光磁共振的原子测磁领域的蓬勃发展,对于光磁共振中的瞬态相干效应研究也有着较大的意义,显得日趋重要。在本论文研究过程中,首先,我们搭建了铷原子光磁共振的研究平台,实验中只有一束激光即作为泵浦光又作为探测光作用在一个镀膜的铷原子池上,再通过一个光电二极管探测与原子相互作用之后的光强。利用扫描射频场的频率,获得了透射光强随着射频场频率变化的曲线,即光磁共振信号。基于光磁共振测磁的原子磁力仪就可以通过共振峰对应的射频频率值来确定外磁场的大小。我们分析了在实验室温度20℃下,共振峰线宽随各种激光功率,射频功率等参数的变化,从而优化得到信噪比较好的光磁共振信号。其次,通过增加射频场频率扫描速率,我们在铷原子中观察到了光磁共振的瞬态演化过程。在较高射频场扫频速率的情况下,传统洛伦兹线型的光磁共振信号会变得不对称,且右侧会逐渐出现振荡的小峰。我们研究了不同光功率和射频功率对于振... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 瞬态相干效应简介
        1.1.1 光学章动
        1.1.2 光学自由感应衰减
        1.1.3 光子回波
    1.2 观测瞬态相干效应的不同方法
        1.2.1 脉冲激光直接激发法
        1.2.2 基于Stack效应或塞曼效应的间接激发法
    1.3 本文主要内容
2 瞬态相干效应的理论基础
    2.1 光与原子相互作用的理论基础
        2.1.1 铷原子的能级结构
        2.1.2 塞曼分裂
        2.1.3 光吸收
        2.1.4 光泵浦
        2.1.5 电子自旋共振
    2.2 瞬态相干的理论基础
        2.2.1 二能级原子系统的r矢量方程
        2.2.2 麦克斯韦-布洛赫方程
    2.3 本章小结
3 光磁共振的实验研究
    3.1 实验装置
    3.2 线宽分析
    3.3 本章小结
4 瞬态相干效应的实验研究
    4.1 瞬态相干信号的发现
    4.2 瞬态振荡信号的探究
    4.3 瞬态振荡信号的理论分析
    4.4 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
6 参考文献
作者筒历及在学期间所取得的科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]量子磁力仪再评说[J]. 董浩斌,张昌达.  工程地球物理学报. 2010(04)
[2]非线性磁光效应用于测量磁光阱四极磁场的方案[J]. 贺凌翔,王育竹.  光学学报. 2004(07)
[3]激光光谱学的新分支——瞬态相干光谱学[J]. 孙騊亨.  光谱学与光谱分析. 1985(05)

博士论文
[1]基于相干布居囚禁原理的磁场精密测量研究[D]. 梁尚清.浙江大学 2017
[2]地磁环境下光学原子磁力仪的研究[D]. 杨爱林.浙江大学 2013



本文编号：3191510