【摘要】：原子局域化是激光物理學(xué)和量子光學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重要分支。由于駐波場具有空間位置依賴的特性,導(dǎo)致與駐波場相互作用的原子的光學(xué)特性也與空間位置相關(guān),因此我們利用測量探測場吸收的方法來獲得原子的空間位置信息。在本論文中,基于駐波場驅(qū)動(dòng)的原子相干效應(yīng),我們提出三種三維原子局域化的方案:1.基于電磁誘導(dǎo)透明現(xiàn)象,在四能級倒Y型原子統(tǒng)中提出一種實(shí)現(xiàn)三維原子局域化的方案。由于空間依賴的原子和駐波場的相互作用,我們可以利用測量探測吸收的方法收獲得原子的三維空間位置信息。研究結(jié)果顯示通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)探測場的失諧量和耦合場的強(qiáng)度,可以得到不同結(jié)構(gòu)的三維局域結(jié)構(gòu),如橢球狀,花瓶狀和沙漏狀等結(jié)構(gòu)。我們還發(fā)現(xiàn)通過調(diào)節(jié)駐波場的相移,原子在特定位置被探測到的最大幾率可以提升至100%。2.在三個(gè)正交駐波場驅(qū)動(dòng)的四能級N型原子系統(tǒng)中,我們研究三維原子局域化現(xiàn)象。依據(jù)駐波場耦合不同的能級躍遷,我們考慮兩種情況:(1)由兩個(gè)正交的駐波場疊加形成的耦合場耦合對應(yīng)能級躍遷,另一駐波場耦合另一能級躍遷。(2)由三個(gè)正交的駐波場疊加形成的耦合場耦合對應(yīng)能級躍遷。我們發(fā)現(xiàn)通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)駐波場的相移,在兩種模型中都可以實(shí)現(xiàn)高精度和高分辨率的三維原子局域化。3.在非相干泵浦場作用下,我們在五能級原子系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)二維和三維原子局域化。其中兩個(gè)正交的駐波場耦合對應(yīng)能級躍遷,另一駐波場耦合另一能級躍遷。在二維空間中,我們發(fā)現(xiàn)選擇適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)參數(shù),可以獲得單個(gè)局域峰的結(jié)構(gòu),原子在特定位置被探測到的最大幾率為100%,可以實(shí)現(xiàn)高精度和高分辨的原子局域化。而在三維空間中,可以獲得兩個(gè)球狀結(jié)構(gòu),原子被探測到的最大幾率為50%。
【圖文】：

從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)的幾率才比較高。因此我們在一個(gè)二能級原子系統(tǒng)中分析原逡逑子與光場的相互作用。逡逑如圖２．邋１所示，我們考慮一個(gè)二能級原子（基態(tài)｜＾和激發(fā)態(tài)｜ｂ））與一個(gè)頻逡逑率為％，拉比頻率為的光場相互作用。二能級原子波函數(shù)寫成為：逡逑｜ｙ／（邋ｔ邋））＝Ａ；１（邋ｔ邋）｜ａ）＋Ａｈ（邋ｔ邋）｜ｂ）邐（２．１９）逡逑其中，Ａａ（邋ｔ邋）和Ａｈ（邋ｔ）為原子處于基態(tài)和激發(fā)態(tài)的幾率振幅。逡逑ｎ－｜ｂ）逡逑ＣＯ逡逑弋ｂ逡逑＂ｔ邋ｔｔｔ邋｜ａ）逡逑圖２．丨二能級原子能級圖逡逑原子系統(tǒng)的哈密頓量可寫為：逡逑Ｈ＝Ｈ０邋＋邋Ｈ，邐（２．２０）逡逑其中，Ｈ（，，表示原子的哈密頓量，Ｈ，表示原子和光場的相互作用哈密頓量。逡逑由于光場依舊用經(jīng)典理論處理，所以忽略光場的哈密頓量的作用。原子的哈密頓逡逑量可以表示為：逡逑Ｈ0＝＾邋＋邋＾＾ａ｜ａ）（ａ｜邋＋邋；？ｆｉ；ｂ｜ｂ）（ｂ｜邐（２．２１）逡逑其中，ｍ表示原子的質(zhì)量，卩表示質(zhì)心運(yùn)動(dòng)的動(dòng)量。逡逑８逡逑

原子處于暗態(tài)不再吸收光子，但其根本原因在于原子系統(tǒng)中的量子相干效應(yīng)。下逡逑面通過一個(gè)三能級原子系統(tǒng)來詳細(xì)描述電磁誘導(dǎo)透明現(xiàn)象。逡逑如圖２．２所示的三能級原子系統(tǒng)，一個(gè)拉比頻率為Ｄｐ的探測光場耦合能級逡逑⑴和３），一個(gè)拉比頻率為的耦合光場耦合能級２和３）。逡逑此系統(tǒng)的態(tài)矢量為：逡逑ｙ／邋＝Ａ｜邋１邋＋Ａ＾邋２邋＋Ａ，邋３邐（２．３４）逡逑其中Ａ，（ｉ＝ｌ．２．３）是對應(yīng)能級的幾率幅。逡逑／邐—３—丨２〉逡逑—Ｋ邐１０逡逑圖２．２三能級原ｆ－系統(tǒng)模型逡逑此系統(tǒng)的哈密頓量為：逡逑１０逡逑
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：O431.2;O562

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本文編號：2615835