热原子中相干效应及实验研究与应用

论文摘要

量子相干光谱一直以来是量子光学和激光光谱学研究的重点课题。随着不断地对原子精密光谱理论及实验的深入探究,科研工作者对原子相干效应(例如:EIT,EIA,CPT,SAS)本质的理解也更为透彻。同时原子相干效应已经广泛地应用于精密测量(例如:原子钟,磁力仪)等领域。原子的相干效应是原子与相干电磁场相互作用产生的,原子相干效应的物理机制是由于相干电磁场的作用使原子不同能级间发生关联效应,从而使原子的不同能级的跃迁通道产生干涉效应。在相干光谱学的理论和实验基础基础以及在精密测量领域应用的背景下,本文工作如下:首先,利用微扰理论推导和分析了标准的Lambda型原子的吸收光谱以及热原子简化为Lambda型原子的吸收光谱的特点并且研究了热原子窄线宽的物理机制;然后,研究了激光器频率抖动问题以及利用热原子相干光谱的稳频技术并且提出一种利用热原子的亚自然线宽吸收光谱实现了频率抖动相对更小的激光稳频方法;最后,利用稳定的激光系统实现磁共振光谱实验并作出数据分析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1.1 引言
•     1.1.1 相干光谱的研究现状与意义
•     1.1.2 相干光谱在精密测量中的应用
•   1.2 本文的研究内容与行文结构
• 第二章 铷原子亚自然线宽光谱理论
•   2.1 引言
•   2.2 无多普勒效应Lambda三能级原子EIT理论推导与分析
•     2.2.1 Lambda型原子与双色光场作用的Hamiltonian
•     2.2.2 系统运动方程的演化及稳态解
•   2.3 热原子中多普勒效应的Lambda型三能级原子吸收谱
•     2.3.1 热原子Lambda型三能级系统的Hamiltonian
•     2.3.2 热原子Lambda型三能级系统的主方程
•     2.3.3 热原子Lambda型三能级系统的微扰解与分析
•   2.4 本章小结
• 第三章 激光稳频
•   3.1 引言
•   3.2 激光稳频技术
•     3.2.1 激光的频率抖动
•     3.2.2 一般的稳频技术
•     3.2.3 饱和吸收稳频
•     3.2.4 基于EIT光谱的激光稳频
•   3.3 基于亚自然线宽光谱的激光稳频
•   3.4 小结
• 第四章 碱金属原子磁共振光谱
•   4.1 引言
•   4.2 磁共振光谱基本理论
•     4.2.1 磁矩的拉莫尔进动
•     4.2.2 光泵浦过程
•     4.2.3 超精细结构效应
•     4.2.4 LpOPM和LsOPM的特点
•   4.3 磁共振光谱实验实现
•     4.3.1 实验光路
•     4.3.2 实验结果与分析
•   4.4 小结
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 硕士期间完成的工作
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 耿旭兴

导师: 李高翔

关键词: 激光稳频,相干光谱,磁共振光谱

来源: 华中师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 物理学

单位: 华中师范大学

分类号: O562.3

总页数: 53

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