铷原子蒸汽非均匀展宽吸收光谱的相干控制

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原子相干效应是相干电磁场与原子相互作用的产物,在量子光学领域有着重要的研究价值。近二十年来的许多热门课题,如:相干粒子数捕获,电磁感应光透明,无反转激光,光群速度减慢,光量子信息的存储与处理等,均是以原子相干效应为基础的。本文就是在原子相干的基础上,通过实验方法研究铷原子非均匀展宽吸收光谱的相干控制。 本论文共分五个部分,具体内容如下: 第一部分:介绍几种重要的原子相干现象,以及电磁感应光透明现象、光学相干烧孔现象和双暗态现象研究的历史和现状。 第二部分:首先从理论上介绍描述量子系统的三种基本图像,处理光与物质相互作用问题的半经典理论,分析原子相干现象常用的缀饰态理论,以及计算荧光谱和吸收谱的拉普拉斯变换方法。在实验基础部分中介绍了影响实验结果的各个因素,实验中使用的仪器设备,以及实验过程中应该注意的问题。这些是本论文的理论及实验基础。 第三部分:研究放置在恒定磁场中温度为325K时的铷原子气体的电磁感应光透明现象,在没有磁场的情况下,实验上观察到一个宽的单透明窗口。当加上足够强的磁场后,这个宽的透明窗口被分裂成3-4个窄的子窗口,每两相邻子窗口间的距离均相等,并且可以通过改变磁场的方向来控制电磁感应光透明子窗口的数目。当磁场强度增加时,其多透明窗口变得越来越宽,且两相邻透明窗的间距也随着变大。这些实验结果与我们的理论拟合和分析吻合得很好。同时,我们还从理论上分析了其色散谱线,在每个透明窗口处色散曲线都有很陡峭的变化,这意味着探测光的群速度在每个透明窗口处都会得以减慢。 第四部分:作为相干光学烧孔理论研究的延续和重要证明,我们在实验上首次观察到了相干光学烧孔现象,我们使用一道相干光和一道饱和光共同作用于铷原子D1线的三个超精细能级构成的三能级系统,当相干场与探测场同向传播,饱和场与探测场反向传播时,我们观察到了4个相干光学烧孔,当相干场与探测场反向而饱和场与探测场同向传播时,我们观察到3个相干光学烧孔,烧孔的位置和深度可以通过对驱动场的调节来控制。实验得到的结果与我们在裸原
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