横向磁场作用下的Hanle吸收谱机理研究

发布时间：2021-07-19 13:51

　　相干布居囚禁、电磁感应透明、电磁诱导吸收等量子相干效应的出现,往往伴随着亚自然线宽的产生,因此,在诸多领域有大量的应用,例如,原子钟,原子磁力仪,光学脉冲操控,光存储以及量子隐形传态等。近年来,在Hanle构型中外加一个横向磁场（BTMF）的方案被大量研究。在这些研究中,BTMF所起的作用非常显著。其中,对于Hanle吸收谱的研究发现,吸收谱中心处会出现与BTMF强度呈正比关系的劈裂。本文针对该现象的形成机制展开了研究。在本文中,我们选取一个由87Rb D2线的F= 1 →Fe=0跃迁构成的封闭跃系统作为研究对象。通过外加一个静磁场Bz使简并的基态（Fg）发生Zeeman劈裂,并选择其方向为量子化轴方向。用一束沿量子化轴方向传播的共振线偏振激光驱动跃迁Fg = 1 → Fe = 0;同时,在与量子化轴垂直的方向外加第二个静磁场BTMF来驱动基态Zeeman子能级间的跃迁。通过改变Bz的大小来扫描子能级Zeeman劈裂,然后,通过对透射激光的测量,可以推得系统的Hanle吸收谱。当调节横向磁场BTMF的方向使其与激光偏振方向垂直时,CPT吸收谱中心处的谷的会加宽。同时,谱中心处会发生劈裂... 

【文章来源】：华中师范大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：47 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１：电子角动量Ｊ与原子核角动量Ｉ耦合构成原子总角动量Ｆ的矢量示意图??

?（１．１８）??＼〇?０?＼）??那么，根据（１．１６）式可求出这些态相应的角动量几率表面分别如图１．３所示。??＾?ｚ?ｍ??＜?ｉｔ??牟，９卜算，??图１．３：图⑷，（ｂ），（ｃ）分别对应与密度矩阵ｐ１１，ｐ．１＞＿１，ｐ？。？ｐａｋ相应的角动量几率表面（ＡＭＰＳ）。其??中，在某方向上的ＡＭＰＳ上的点到原点的距离表示在该方向上探测到角动量最大可能投影ｍ＝Ｆ的几??率密度。??ＡＭＰＳ最显著的特点就是能够直观地展示密度矩阵的旋转对称性。例如，对于??非极化态，其ＡＭＰＳ是球对称的，因为对于非极化态，没有一个方向是特殊的。对??于极化态｜１，１〉或者｜１，－１＞，量子化轴（Ｚ轴）是唯一的优选方向，其它两个方向都??—９—??

Ｖａｐｏｒ?ｃｅｌｌ??图２．１：线偏振激光与静磁场作用在气室中的原子上，运动的原子以速率ｙ穿过激光区域。??如图２．１所示，由于气室中原子的热运动，那么原子与激光作用一段时间后便会??离开相互作用区域，而其它原子也会进入作用区域与激光发生相互作用，因此与激??光作用的原子虽在不断更替，但总量保持稳定。我们假设气室中的原子离开激光作??用区域后，它们的极化就会消失，在重新回到相互作用区域之前都将保持在热平衡??状态，因此，在研宄过程中，我们仅需考虑处于相互作用区域的原子。我们假定??激光强度包络是均匀不变的，那么，就可以通过假设一个不变的弛豫速率ｙ来模拟??原子出入激光作用区域的过程，其中ｙ等于原子通过相互作用区域的平均时间的倒??数。该过程能被表示为??＝?｛沢，ｐ｝?＋?Ａ?（２．１０）??—１４—??


本文编号：3290818