發(fā)布時(shí)間：2022-08-23 23:08

　　在基于冷原子系綜的精密測(cè)量中,隨著測(cè)量的精度越來(lái)越高,我們需要輸入一些關(guān)聯(lián)態(tài)的原子以突破測(cè)量中的標(biāo)準(zhǔn)量子極限。產(chǎn)生這些關(guān)聯(lián)態(tài)原子的方法也層出不窮。量子非破壞性測(cè)量作為一種產(chǎn)生原子自旋壓縮態(tài)的方法,在這二十多年得到了廣泛的研究。本文介紹了作者在這一研究方面的工作。本文第一章介紹了自旋壓縮態(tài)以及利用量子非破壞性測(cè)量制備自旋壓縮態(tài)的研究背景,包括基本原理、發(fā)展脈絡(luò)和發(fā)展現(xiàn)狀。第二章介紹了基于冷原子系綜的光與原子相互作用的特性。在簡(jiǎn)單介紹光與原子相互作用的基本理論以后,介紹了量子非破壞性測(cè)量方法產(chǎn)生自旋壓縮態(tài)的技術(shù)路徑。第三章研究了冷原子樣品的制備與存儲(chǔ)的方法以及相關(guān)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。首先在磁光阱中捕獲初級(jí)冷卻的原子,然后將原子進(jìn)一步冷卻到小于10μK左右的低溫。同時(shí)將冷卻的原子加載到準(zhǔn)備好的遠(yuǎn)失諧偶極光阱中,實(shí)現(xiàn)原子1s左右的存儲(chǔ),為下一步的探測(cè)做好原子樣品準(zhǔn)備工作。第四章對(duì)光與原子相互作用后的探測(cè)工具-馬赫曾德干涉儀做了理論分析,并實(shí)現(xiàn)了馬赫曾德干涉儀的搭建、鎖定和噪聲抑制的工作。最后在第五章中介紹了對(duì)阱中原子內(nèi)態(tài)布居數(shù)的量子非破壞性測(cè)量,實(shí)現(xiàn)阱中參數(shù)的實(shí)時(shí)穩(wěn)定非破壞性監(jiān)測(cè)。第六章總結(jié)了本文工作... 

【文章頁(yè)數(shù)】：114 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 自旋壓縮態(tài)
    1.2 量子非破壞性測(cè)量
    1.3 量子非破壞性測(cè)量制備自旋壓縮態(tài)
    1.4 論文內(nèi)容概述
2 原子與光相互作用
    2.1 原子態(tài)
        2.1.1 原子的算符
        2.1.2 偶極算符
        2.1.3 密度算符、混合態(tài)和純態(tài)
        2.1.4 原子集合角動(dòng)量
    2.2 光場(chǎng)態(tài)
    2.3 原子與光相互作用理論
        2.3.1 相互作用哈密頓量
        2.3.2 運(yùn)動(dòng)方程
        2.3.3 相移與吸收
        2.3.4 失諧光與原子相互作用
    2.4 量子非破壞性測(cè)量原理
    2.5 自旋壓縮態(tài)原理
3 冷原子樣品制備的原理與實(shí)驗(yàn)
    3.1 (?)原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)
    3.2 中性原子的激光冷卻
        3.2.1 磁光阱
        3.2.2 亞多普勒冷卻技術(shù)—偏振梯度冷卻
    3.3 光學(xué)偶極阱理論
    3.4 冷原子制備的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        3.4.1 真空系統(tǒng)
        3.4.2 磁光阱—多普勒冷卻
        3.4.3 磁光阱—偏振梯度冷卻
    3.5 偶極阱的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        3.5.1 加載方案
        3.5.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)置
        3.5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4 用于原子系綜測(cè)量的干涉儀理論與實(shí)驗(yàn)
    4.1 干涉儀的量子力學(xué)處理
        4.1.1 理想狀態(tài)的干涉儀
        4.1.2 干涉儀中的損耗
    4.2 噪聲分析
        4.2.1 散粒噪聲
        4.2.2 經(jīng)典噪聲
    4.3 光學(xué)裝置
        4.3.1 探測(cè)光
        4.3.2 鎖定光
    4.4 白光位置
        4.4.1 白光光源
        4.4.2 白光位置鎖定
    4.5 干涉儀的噪聲特性
        4.5.1 白光位置處的相位噪聲
        4.5.2 實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的噪聲分析
5 冷原子的量子非破壞性干涉測(cè)量
    5.1 干涉測(cè)量法
        5.1.1 空間采樣濾波器
        5.1.2 相移測(cè)量
    5.2 阱中原子系綜的非破壞性測(cè)量
        5.2.1 差分干涉結(jié)構(gòu)
        5.2.2 原子密度測(cè)量和加載過(guò)程
    5.3 總結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄A
附錄B
攻讀博士期間的主要工作


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]刀口法測(cè)平頂光斑和高斯光斑半徑的新算法[J]. 高源,樊仲維,余錦,趙天卓,石朝輝.  激光技術(shù). 2013(02)
[2]基于DDS的激光頻率高精度控制系統(tǒng)及其應(yīng)用[J]. 徐周翔,黃凱凱,章顯,陸璇輝.  光電子.激光. 2011(10)
[3]新型原子鐘發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 張首剛.  時(shí)間頻率學(xué)報(bào). 2009(02)



本文編號(hào)：3678654