外磁场中铷原子电磁感应透明效应的实验研究
发布时间：2023-05-28 14:16
研究光与物质相互作用规律及效应是当代物理学以及材料科学研究的基本内容,其中电磁感应透明(electromagnetically induced transparency,EIT)在光存储、精密测量、磁力计和原子钟等方面具有极大的应用价值而受到广泛的关注。EIT是光与物质相互作用表现出来的一种非线性效应,如介质透射性升高、色散性增强和非线性效应变大。另一方面,里德堡原子拥有许多不同于普通原子的独特属性,如大的原子半径和电偶极矩及极化率,原子之间的偶极相互作用较强,容易受外场操控,在量子存储、量子计算等方面具有重要的研究意义和应用价值。本论文采用双光子共振技术将原子激发到里德堡态,形成阶梯型EIT系统,研究室温下里德堡铷原子在外磁场中的非线性光学特性及高分辨分裂光谱。论文的主要研究内容如下:(1)研究了零场下铷原子D2线Λ-型电磁感应透明现象。实验测量了零场下的铷原子D2线基态(5S1/2)与低激发态(5P3/2)构成的多能级体系中Λ-型电磁感应透明的线性与非线性光学特性,利用谱线分解和合成技术研究了复...
【文章页数】：125 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 电磁感应透明效应的机理
1.3 电磁感应透明的研究及应用
1.4 主要结构和研究内容
第2章 相关物理概念
2.1 超精细结构
2.2 塞曼效应
2.3 外磁场中跃迁系数
2.4 速度选择光泵浦效应
2.5 磁场中的态混合效应(statemixing)
第3章 实验装置
3.1 激光器
3.2 铷泡
3.3 饱和吸收谱稳频技术
3.4 法布里-泊罗干涉仪(FP腔)定标
3.5 磁铁
3.6 螺线管
第4章 零场下Λ-型多能级结构的吸收谱
4.1 引言
4.2 实验构型
4.3 理论模型
4.4 结果及讨论
4.4.1 光谱图的分解与合成
4.4.2 耦合光失谐对谱线的影响
4.4.3 耦合光强度对谱线的影响
4.5 小结
第5章 充气铷泡中Λ-型EIT在平行磁场下的分裂谱
5.1 引言
5.2 实验构型
5.3 理论方法
5.4 结果及讨论
5.4.1 零场中填充缓冲气体的高分辨率EIT谱
5.4.2 外磁场中充气铷泡的EIT分裂谱
5.5 小结
第6章 充气铷泡中Λ-型EIT在任意方向磁场下的分裂谱
6.1 引言
6.2 实验构型
6.3 结果及讨论
6.3.1 高分辨实验谱的获得
6.3.2 磁场中不同偏振组合下的EIT分裂谱
6.3.2.1 磁场平行于探测光电矢量
6.3.2.2 磁场平行于耦合光电矢量
6.3.2.3 磁场均垂直于探测光和耦合光电矢量
6.3.2.4 磁场与光传播方向成一定夹角的EIT分裂谱
6.4 小结
第7章 磁场中nS里德堡态梯形EIT分裂谱的研究
7.1 引言
7.2 实验装置
7.3 理论模型
7.4 结果及讨论
7.4.1 波长不匹配
7.4.2 零场下87Rb原子nS态RydbergEIT
7.4.3 外磁场下87Rb原子nS态的RydbergEIT
7.4.4 nS态外磁场下探测光和耦合光偏振组合为σ+σ-的EIT光谱
7.4.5 nS态外磁场下探测光和耦合光偏振组合为σ+σ+的EIT光谱
7.4.6 nS态RydbergEIT峰的分裂与磁场的非线性关系
7.5 小结
第8章 磁场中nD里德堡态梯形EIT分裂谱的研究
8.1 引言
8.2 实验装置
8.3 结果及讨论
8.3.1 零场下87Rb原子nD态RydbergEIT
8.3.2 外磁场中87Rb原子nD态的RydbergEIT分裂
8.4 小结
第9章 总结和展望
参考文献
作者简介与在学期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3824750
【文章页数】：125 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 电磁感应透明效应的机理
1.3 电磁感应透明的研究及应用
1.4 主要结构和研究内容
第2章 相关物理概念
2.1 超精细结构
2.2 塞曼效应
2.3 外磁场中跃迁系数
2.4 速度选择光泵浦效应
2.5 磁场中的态混合效应(statemixing)
第3章 实验装置
3.1 激光器
3.2 铷泡
3.3 饱和吸收谱稳频技术
3.4 法布里-泊罗干涉仪(FP腔)定标
3.5 磁铁
3.6 螺线管
第4章 零场下Λ-型多能级结构的吸收谱
4.1 引言
4.2 实验构型
4.3 理论模型
4.4 结果及讨论
4.4.1 光谱图的分解与合成
4.4.2 耦合光失谐对谱线的影响
4.4.3 耦合光强度对谱线的影响
4.5 小结
第5章 充气铷泡中Λ-型EIT在平行磁场下的分裂谱
5.1 引言
5.2 实验构型
5.3 理论方法
5.4 结果及讨论
5.4.1 零场中填充缓冲气体的高分辨率EIT谱
5.4.2 外磁场中充气铷泡的EIT分裂谱
5.5 小结
第6章 充气铷泡中Λ-型EIT在任意方向磁场下的分裂谱
6.1 引言
6.2 实验构型
6.3 结果及讨论
6.3.1 高分辨实验谱的获得
6.3.2 磁场中不同偏振组合下的EIT分裂谱
6.3.2.1 磁场平行于探测光电矢量
6.3.2.2 磁场平行于耦合光电矢量
6.3.2.3 磁场均垂直于探测光和耦合光电矢量
6.3.2.4 磁场与光传播方向成一定夹角的EIT分裂谱
6.4 小结
第7章 磁场中nS里德堡态梯形EIT分裂谱的研究
7.1 引言
7.2 实验装置
7.3 理论模型
7.4 结果及讨论
7.4.1 波长不匹配
7.4.2 零场下87Rb原子nS态RydbergEIT
7.4.3 外磁场下87Rb原子nS态的RydbergEIT
7.4.4 nS态外磁场下探测光和耦合光偏振组合为σ+σ-的EIT光谱
7.4.5 nS态外磁场下探测光和耦合光偏振组合为σ+σ+的EIT光谱
7.4.6 nS态RydbergEIT峰的分裂与磁场的非线性关系
7.5 小结
第8章 磁场中nD里德堡态梯形EIT分裂谱的研究
8.1 引言
8.2 实验装置
8.3 结果及讨论
8.3.1 零场下87Rb原子nD态RydbergEIT
8.3.2 外磁场中87Rb原子nD态的RydbergEIT分裂
8.4 小结
第9章 总结和展望
参考文献
作者简介与在学期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3824750
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/wulilw/3824750.html
