【摘要】：用量子力學(xué)去解釋光、物質(zhì)及其相互作用為操控光和物質(zhì)的量子態(tài)開辟了新的途徑。它讓我們對量子物理有了更廣泛的理解,由量子規(guī)則所控制的更先進(jìn)技術(shù)也逐漸呈現(xiàn)出來。操控光和物質(zhì)的量子態(tài)是當(dāng)代物理的一項挑戰(zhàn)。各種技術(shù)正在被用來控制光與物質(zhì)相互作用,包括冷原子物理,腔量子電動力學(xué)(腔QED),集體超輻射發(fā)射等。本文中我們使用了納米光纖實現(xiàn)了對光場的修飾,使光場呈現(xiàn)一種特殊的分布。光學(xué)納米纖維因束腰部分的直徑在亞波長范圍,具有高功率密度,超低的飽和光強(qiáng)等優(yōu)點,因此在光學(xué)耦合器件,光學(xué)操控以及量子存儲方面具有廣泛的應(yīng)用。光學(xué)納米纖維對光場具有極強(qiáng)的束縛能力,在其表面會形成光學(xué)消逝場。人們利用這一特性觀察到了納米光纖的電磁誘導(dǎo)透明現(xiàn)象,雙光子躍遷以及全光學(xué)調(diào)制等。本文主要利用了納米光纖對光場的強(qiáng)束縛能力研究了光學(xué)納米纖維上光與原子的相互作用,主要包含納米光纖上銫原子的吸收飽和效應(yīng),銫原子塞曼頻移的測量�；诩{米光纖高功率密度的優(yōu)點,我們只需要納瓦量級的光強(qiáng)就能保證實驗的順利進(jìn)行,這是相對于利用空間光去研究光與原子相互作用的優(yōu)勢。本文的研究內(nèi)容如下:1.通過火焰刷技術(shù)成功拉制了錐形納米光纖,拉制完成以后,在電子顯微鏡下測量的直徑是500多納米,透過率高達(dá)99%,保障了實驗的正常進(jìn)行。2.搭建了滿足實驗需求的光路以及真空系統(tǒng)。本文第三章探究了納米光纖上銫原子的吸收飽和特性,研究了影響銫原子吸收飽和特性的因素。第三章的研究為第四章納米光纖上銫原子塞曼頻移的測量實驗做了鋪墊。3.設(shè)計了納米光纖的加熱結(jié)構(gòu)。實驗過程中,要控制合適的光纖加熱溫度,溫度不能太高,防止光纖熱脹冷縮而斷裂,也要保證光纖表面溫度高于真空腔體溫度,防止原子在光纖表面的積累。4.測試了不同的光強(qiáng)和溫度下納米光纖上銫原子的吸收飽和現(xiàn)象。我們利用納米光纖測量了不同磁場下銫原子的塞曼頻移率,利用錐形納米光纖系統(tǒng)實現(xiàn)了納瓦量級的測量。
【圖文】：

.2.2 光學(xué)納米纖維的光場分布特性A. Chandra[10]通過理論計算了錐形納米光纖內(nèi)外基模 HE11模式光場的分布，，在光納米纖維中建立柱坐標(biāo)系（ x r cos , y rsin ）來分析光場的分布特性。光纖纖部分的半徑大小是 a，r 是光纖周圍空間某一點到纖芯的垂直距離，光場沿 z 軸傳圖 1.1 納米光纖的構(gòu)成

米光纖后的光強(qiáng)用 P 表示，因為：光強(qiáng)和輸出光強(qiáng)可以表示為： 代表納米光纖上歸一化光強(qiáng)的分布，光纖上不同位置光強(qiáng)分布強(qiáng)分布也不盡相同，納米光纖纖芯處的光場分布最為集中，擁2 2 2 2| | | ( , , ) | | ( , , ) | | ( , , ) | x y zE E r z E r z E r z110 21111112 222 2 2 2 2 21111 11 11 11 1 112 21122111 11 11 11 0 11 2 11 22 2 21 1122 211 1 11( , ) | {(1 ) ( ) (1 ) ( ) 2 ( )42( ( ) (1 )(1 ) ( ) ( )) cos[2( ( )( , ) |4 ( )linlininoutAh r s J h r s J h r J h rhhJ h r s s J h r J h rA J h a rq K q a 0 2111122 2 2 2 1111 11 11 11 222111 11 11 11 0 11 2 11 2[(1 ) ( ) (1 ) ( ) 2 2( ( ) (1 )(1 ) ( ) ( )) cos[2( qs K q r s K q r qK q r s s K q r K q r
【學(xué)位授予單位】：山西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：O562;O431.2

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本文編號：2636068