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电磁诱导透明技术为实现光脉冲减慢和存储提供了一个新的方法。Harris小组于1990年提出了电磁诱导透明(Electromagnetically Induced Transparency,简称EIT)的概念。在EIT情况下,介质呈现强色散高透射的特性,能实现光速的减慢,甚至通过动态地控制耦合光的光强可以将光速减为零,停在介质中,再通过绝热地开启耦合光将存储在介质中的光信号提取出来。这种通过EIT现象实现光减慢和光存储的技术在量子计算和量子通信领域具有巨大的应用前景。早期人们是在原子的超精细结构中进行电磁诱导透明实验的,基于塞曼子能级的电磁诱导透明技术实现光减慢和光存储的实验相对较少。本文围绕87Rb的D1线F=2→F'=1简并二能级系统中的塞曼子能级电磁诱导透明实验,开展了铷原子气体中高斯线型光脉冲的可控存储。 论文的主要工作概括如下: 1.搭建实验装置,利用电磁诱导透明技术进行高斯线型光脉冲的可控存储的研究。系统主要包括激光系统、光物理系统、探测及控制系统。 2.在此实验平台上实现了塞曼子能级电磁诱导透明。实验中,当一束弱的右旋圆偏振探测光和一束强的左旋圆偏振耦合光同时耦合87Rb原子D1线F=2→F'=1塞曼子能级间跃迁时,在原子介质中观察到高色散低吸收的电磁诱导透明现象。 3.在EIT介质中观察到光速减慢现象。在光速减慢实验中,探测光的频率固定在耦合光双光子共振点,通过信号发生器来控制探测光输出信号的幅度,从而获得高斯线型的探测光,并利用光探测器探测脉冲光在原子介质中的减速效应。研究了耦合光强和铷泡温度对慢光绝对延迟时间的影响以及高斯型脉冲宽度对慢光相对延迟度(相对延迟度定义为慢光延迟时间与高斯脉冲宽度的比值)的影响。在同一高斯脉冲宽度下,随着耦合光功率的减小和温度的增加,探测脉冲的绝对延迟时间不断增大,减速效应更加明显。在同一耦合光强和温度下,光脉冲宽度越小,相对延迟度越大,参考光和探测光的相对分开程度越大。在此基础上,优化实验参数使慢光高斯脉冲与参考光高斯脉冲在时域上尽可能分离。 4.通过控制耦合光的关闭和开启时刻,得到了不同光脉冲存储结果。实验表明提取的光脉冲波形与光脉冲存储在介质中的部分保持一致,提取的光脉冲携带了存储光脉冲的波形信息。