橫向磁場作用下的Hanle吸收譜機(jī)理研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-19 13:51
相干布居囚禁、電磁感應(yīng)透明、電磁誘導(dǎo)吸收等量子相干效應(yīng)的出現(xiàn),往往伴隨著亞自然線寬的產(chǎn)生,因此,在諸多領(lǐng)域有大量的應(yīng)用,例如,原子鐘,原子磁力儀,光學(xué)脈沖操控,光存儲以及量子隱形傳態(tài)等。近年來,在Hanle構(gòu)型中外加一個(gè)橫向磁場(BTMF)的方案被大量研究。在這些研究中,BTMF所起的作用非常顯著。其中,對于Hanle吸收譜的研究發(fā)現(xiàn),吸收譜中心處會出現(xiàn)與BTMF強(qiáng)度呈正比關(guān)系的劈裂。本文針對該現(xiàn)象的形成機(jī)制展開了研究。在本文中,我們選取一個(gè)由87Rb D2線的F= 1 →Fe=0躍遷構(gòu)成的封閉躍系統(tǒng)作為研究對象。通過外加一個(gè)靜磁場Bz使簡并的基態(tài)(Fg)發(fā)生Zeeman劈裂,并選擇其方向?yàn)榱孔踊S方向。用一束沿量子化軸方向傳播的共振線偏振激光驅(qū)動躍遷Fg = 1 → Fe = 0;同時(shí),在與量子化軸垂直的方向外加第二個(gè)靜磁場BTMF來驅(qū)動基態(tài)Zeeman子能級間的躍遷。通過改變Bz的大小來掃描子能級Zeeman劈裂,然后,通過對透射激光的測量,可以推得系統(tǒng)的Hanle吸收譜。當(dāng)調(diào)節(jié)橫向磁場BTMF的方向使其與激光偏振方向垂直時(shí),CPT吸收譜中心處的谷的會加寬。同時(shí),譜中心處會發(fā)生劈裂...
【文章來源】:華中師范大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:47 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1:電子角動量J與原子核角動量I耦合構(gòu)成原子總角動量F的矢量示意圖??
?(1.18)??\〇?0?\)??那么,根據(jù)(1.16)式可求出這些態(tài)相應(yīng)的角動量幾率表面分別如圖1.3所示。??^?z?m??<?it??牟,9卜算,??圖1.3:圖⑷,(b),(c)分別對應(yīng)與密度矩陣p11,p.1>_1,p?。?pak相應(yīng)的角動量幾率表面(AMPS)。其??中,在某方向上的AMPS上的點(diǎn)到原點(diǎn)的距離表示在該方向上探測到角動量最大可能投影m=F的幾??率密度。??AMPS最顯著的特點(diǎn)就是能夠直觀地展示密度矩陣的旋轉(zhuǎn)對稱性。例如,對于??非極化態(tài),其AMPS是球?qū)ΨQ的,因?yàn)閷τ诜菢O化態(tài),沒有一個(gè)方向是特殊的。對??于極化態(tài)|1,1〉或者|1,-1>,量子化軸(Z軸)是唯一的優(yōu)選方向,其它兩個(gè)方向都??—9—??
Vapor?cell??圖2.1:線偏振激光與靜磁場作用在氣室中的原子上,運(yùn)動的原子以速率y穿過激光區(qū)域。??如圖2.1所示,由于氣室中原子的熱運(yùn)動,那么原子與激光作用一段時(shí)間后便會??離開相互作用區(qū)域,而其它原子也會進(jìn)入作用區(qū)域與激光發(fā)生相互作用,因此與激??光作用的原子雖在不斷更替,但總量保持穩(wěn)定。我們假設(shè)氣室中的原子離開激光作??用區(qū)域后,它們的極化就會消失,在重新回到相互作用區(qū)域之前都將保持在熱平衡??狀態(tài),因此,在研宄過程中,我們僅需考慮處于相互作用區(qū)域的原子。我們假定??激光強(qiáng)度包絡(luò)是均勻不變的,那么,就可以通過假設(shè)一個(gè)不變的弛豫速率y來模擬??原子出入激光作用區(qū)域的過程,其中y等于原子通過相互作用區(qū)域的平均時(shí)間的倒??數(shù)。該過程能被表示為??=?{沢,p}?+?A?(2.10)??—14—??
本文編號:3290818
【文章來源】:華中師范大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:47 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1:電子角動量J與原子核角動量I耦合構(gòu)成原子總角動量F的矢量示意圖??
?(1.18)??\〇?0?\)??那么,根據(jù)(1.16)式可求出這些態(tài)相應(yīng)的角動量幾率表面分別如圖1.3所示。??^?z?m??<?it??牟,9卜算,??圖1.3:圖⑷,(b),(c)分別對應(yīng)與密度矩陣p11,p.1>_1,p?。?pak相應(yīng)的角動量幾率表面(AMPS)。其??中,在某方向上的AMPS上的點(diǎn)到原點(diǎn)的距離表示在該方向上探測到角動量最大可能投影m=F的幾??率密度。??AMPS最顯著的特點(diǎn)就是能夠直觀地展示密度矩陣的旋轉(zhuǎn)對稱性。例如,對于??非極化態(tài),其AMPS是球?qū)ΨQ的,因?yàn)閷τ诜菢O化態(tài),沒有一個(gè)方向是特殊的。對??于極化態(tài)|1,1〉或者|1,-1>,量子化軸(Z軸)是唯一的優(yōu)選方向,其它兩個(gè)方向都??—9—??
Vapor?cell??圖2.1:線偏振激光與靜磁場作用在氣室中的原子上,運(yùn)動的原子以速率y穿過激光區(qū)域。??如圖2.1所示,由于氣室中原子的熱運(yùn)動,那么原子與激光作用一段時(shí)間后便會??離開相互作用區(qū)域,而其它原子也會進(jìn)入作用區(qū)域與激光發(fā)生相互作用,因此與激??光作用的原子雖在不斷更替,但總量保持穩(wěn)定。我們假設(shè)氣室中的原子離開激光作??用區(qū)域后,它們的極化就會消失,在重新回到相互作用區(qū)域之前都將保持在熱平衡??狀態(tài),因此,在研宄過程中,我們僅需考慮處于相互作用區(qū)域的原子。我們假定??激光強(qiáng)度包絡(luò)是均勻不變的,那么,就可以通過假設(shè)一個(gè)不變的弛豫速率y來模擬??原子出入激光作用區(qū)域的過程,其中y等于原子通過相互作用區(qū)域的平均時(shí)間的倒??數(shù)。該過程能被表示為??=?{沢,p}?+?A?(2.10)??—14—??
本文編號:3290818
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