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光谱作为研究光与物质相互作用,探查物质内在结构的微观技术在物理、化学、生物、医学等方面具有广泛的应用。自1960年激光器发明问世之后,光谱技术发生了根本的变化。激光被用作光源来研究原子、分子的发射光谱、吸收光谱以及其非线性效应,极大的推动了原子分子物理学的发展。而偏振光谱作为无多普勒增宽效应光谱的一种,在具备传统光谱技术的优点之外,还具有高灵敏度、高分辨率的特点,由于其在共振处有大的类色散信号,常用来激光频率锁定。本文针对近几年提出的新型双色偏振光谱,以铷原子D1线和D2线跃迁构成的V型能级结构为例进行研究。 本文在阐述偏振光谱的产生原理、特征、应用、国内外研究进展及现状分析的基础上,对铷原子V型结构双色偏振光谱(two-color polarization spectroscopy, TCPS)进行了理论和实验研究,主要内容包括理论建模、模拟仿真和实验研究三个部分:首先建立了基于速率方程的铷原子V型结构双色偏振光谱理论模型;计算了D1,D2线跃迁归一化线强度,求解 D2线速率方程得到各磁子能级上的粒子数分布,带入到极化率的计算公式中计算与偏振光谱谱线强度成正比的探测光偏振面旋转角度θ,得到了偏振光谱谱线。然后对所建立的模型进行了matlab编程计算,模拟仿真,得到泵浦光与探测光不同方向(同向或反向)入射介质池时,随探测光失谐量变化的偏振光谱谱线线型。与此同时探讨了介质池温度、直径、池长、泵浦光强度等变量对于偏振光谱谱线线型的影响。最后进行铷原子V型结构双色偏振光谱的实验研究,对应理论模型设计实验装置,通过搭建实验平台,调试实验仪器,用波长为780nm、795nm的泵浦光和探测光反向入射铷蒸气池得到双色偏振光谱。与理论计算模拟仿真结果进行比较,分析总结得出结论。