階梯型銫原子系統(tǒng)中雙共振光抽運光譜及雙色磁光阱研究.pdf

1、人類對物質(zhì)世界的認(rèn)識和探索，歸根到底就是研究與其相關(guān)的“譜”。物理常數(shù)測量的精確度每提高一位，都會促進人類對物質(zhì)世界更深層次的認(rèn)識。這些測量大多利用光譜和波譜技術(shù)，克服多普勒效應(yīng)等與原子速度相關(guān)的因素顯得特別重要。對于氣室中的熱原子，人們可采用飽和吸收光譜、偏振光譜等技術(shù)消除多普勒效應(yīng)，來獲得原子基態(tài)到激發(fā)態(tài)躍遷的相關(guān)信息;對于原子激發(fā)態(tài)之間的光譜信息，通?？刹捎霉鈱W(xué)雙共振(OODR)的方法獲得，由于速率選擇光抽運的作用，使得激發(fā)態(tài)的光

2、譜天然地消除多普勒效應(yīng)，可用來精密測量激發(fā)態(tài)的能級結(jié)構(gòu)、壽命，超精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)等。同時，隨著激光冷卻原子技術(shù)的發(fā)展，特別是磁光阱已成為獲得冷原子的一種主要工具，極大地促進了冷原子物理及相關(guān)領(lǐng)域的進展。由于冷原子運動速度很低，能很好地消除多普勒效應(yīng)，對原子能級結(jié)構(gòu)以及相關(guān)物理常數(shù)等更精密測量具有重要的意義。
　　本文基于階梯型銫原子，對原子激發(fā)態(tài)光譜以及新型的雙色磁光阱展開研究，主要完成的具有創(chuàng)新性的工作有以下幾個方面:
　　(

3、1)利用新型的雙共振光抽運(DROP)光譜，顯著地提高了激發(fā)態(tài)光譜的信噪比;利用原子相干效應(yīng)壓窄了DROP光譜的線寬，實驗現(xiàn)象與理論分析相符;
　　(2)基于階梯型電磁感應(yīng)透明(EIT)，將探測光頻率鎖定而讓耦合光頻率掃描，獲得一種無多普勒背景的EIT信號，即利用原子相干效應(yīng)來獲得原子激發(fā)態(tài)的光譜。理論上采用多重EIT模型，對實驗結(jié)果作了解釋;
　　(3)研究了單光子失諧下的DROP光譜，并將其用于銫原子雙色磁光阱中對794

4、.6nm冷卻光（工作在銫原子激發(fā)態(tài)6P32-8S12躍遷線上）的頻率失諧控制以及穩(wěn)頻工作;
　　(4)使用工作在銫原子激發(fā)態(tài)6P32-8S12躍遷的794.6nm冷卻光來取代傳統(tǒng)銫原子磁光阱任意一對工作在6S12-6P32躍遷的852.3nm冷卻光，在國內(nèi)首次實現(xiàn)了銫原子雙色磁光阱:在雙光子正、負(fù)失諧處均可有效地俘獲原子;測量了雙色磁光阱對實驗參數(shù)的依賴關(guān)系;基于雙色磁光阱中的能級結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了冷原子的無背景熒光探測。
　　上述