【摘要】：里德堡原子是指最外層電子被激發(fā)到主量子數(shù)n很大的高激發(fā)態(tài)原子。與普通中性原子相比,里德堡原子具有很長的壽命、強的長程相互作用、巨大的電偶極矩等獨特的內(nèi)稟屬性。近年來,這類原子憑借其優(yōu)越性已被廣泛地應(yīng)用于量子信息技術(shù)、原子糾纏、量子邏輯門等方面的研究。尤其在原子光學(xué)領(lǐng)域,可被用于獲得光場與原子間的強相互作用。本文中,我們基于里德堡電磁誘導(dǎo)透明技術(shù)提出了奇異性里德堡電磁誘導(dǎo)光柵的產(chǎn)生方案。這里的奇異性表現(xiàn)在一束弱的探測光通過原子介質(zhì)后可產(chǎn)生單方向衍射或單方向的高階衍射。具體的實現(xiàn)是通過對雙光子失諧施加空間依賴的調(diào)制,結(jié)合駐波型耦合光場,本質(zhì)上改變了探測光色散函數(shù)的的奇偶特性。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)雙光子失諧的調(diào)制幅度適中時,可實現(xiàn)完美的單向衍射光柵。此外,由于范德瓦耳斯相互作用和光與原子介質(zhì)作用長度的交互影響,改善了原子介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì),我們發(fā)現(xiàn)隨著范德瓦耳斯相互作用強度的增大,弱探測光分散的能量集中轉(zhuǎn)移到了高階方向,從而實現(xiàn)了強阻塞下可控的高階衍射光柵。我們的研究成果為實驗上實現(xiàn)光柵的非對稱、單向及高階衍射提供了新的思路,為新型里德堡量子光學(xué)器件的設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。
【圖文】：

圖 1.1 里德堡原子示意圖。Fig1.1 A diagram for one Rydberg atom.能級遵循一個簡單的公式，稱為里德堡公式[2]： ( ) ( ) 為有效主量子數(shù)， 為量子虧損，，和激發(fā)的有關(guān)。 是考慮了原子核質(zhì)量的里德堡常數(shù)，對 ，理論表達式為： 量， 表示電子質(zhì)量， 為真空介電常數(shù)， 為

圖 1.2 兩偶極子相互作用示意圖。Fig 1.2 Dipolar interaction between two Rydberg atom，A 和 B 表示兩個里德堡原子，由于長程相 B 原子核的電子之間沒有直接的交換作用，經(jīng)典偶極矩分別為 、 的兩偶極子為例，于ě ，ě ，原子核靜止，則兩偶極子間的相互V | | 表示偶極矩，這里 和 表示兩不同的V ∑ | |
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：O562

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