论文摘要
电磁诱导透明由于其量子相干效应,被广泛应用于精密测量、量子存储、量子模拟和量子计算等领域。由于里德堡原子具有易受外界电磁场操控,相干时间长、里德堡态的能级共振频率多是微波频率等性质,使得基于里德堡原子电磁诱导透明效应的微波电场传感器得到了迅速发展。相较于传统的微波电场测量手段,里德堡原子基准的微波电场的精密测量显示出了诸多优势,使得其有望成为与传统手段完全不同的,可溯源的微波电场传感器。然而这种测量方法的灵敏度和准确度受到系统中的噪声的限制,因此电磁诱导透明系统中的噪声特性的研究受到了研究者的广泛关注。这些有关噪声的研究多是Λ型电磁诱导透明系统中的,里德堡原子阶梯型电磁诱导透明系统中探测光的噪声特性研究尚未系统地展开。本文利用马赫-曾德尔干涉仪和平衡零拍探测技术研究了铯里德堡原子电磁诱导透明介质中耦合场和探测场的噪声向探测场的相位噪声的转移特性,以及耦合光频率的失谐对噪声转移现象的影响。在马赫曾德尔干涉仪中,通过调试压电陶瓷上的加载电压来改变和控制本振光和信号光的相对相位,并利用信号光的同源光和PID反馈系统补偿外界环境对系统带来的扰动。利用这套实验装置,我们实现了不同相对相位上的EIT透射谱的测量,并且建立了理论模型,对三种典型的透射谱进行了模拟,结果与实验结果吻合。此外还通过理论模型,对EIT中输出光的振幅噪声的来源进行了计算。本文共分为四个章节,具体如下:第一章绪论主要介绍了电磁诱导透明介质中噪声转移特性的研究现状、本文工作的意义。简单叙述了里德堡原子特性及EIT现象,详细介绍了EIT光谱特征与介质特性在研究实践中的应用发展,以及马赫曾德尔干涉仪由于其对相位灵敏的特性而在诸多领域中的应用和发展。第二章介绍了铯里德堡原子阶梯型EIT的能级结构。激光系统的噪声抑制,包括锁定探测光和耦合光频率用到的饱和吸收光谱锁频技术和EIT光谱锁频技术。稳定激光功率涉及到的声光调制器和双通、PID反馈控制模块的原理与使用技巧。第三章重点介绍了马赫曾德尔干涉仪的实验装置和里德堡铯原子EIT透射光谱。详细介绍了马赫曾德尔干涉仪的工作原理,包括激光在装置中发生的半波损耗以及干涉仪对光相位灵敏的性质。利用理论模型,对基于马赫曾德尔干涉仪的铯里德堡原子EIT透射谱进行模拟,理论模拟的结果与实验结果相吻合。第四章介绍利用马赫曾德尔干涉仪研究了双光子共振条件下的EIT介质中,耦合光和探测光的噪声向探测光相位噪声的转移特性;研究了在耦合光频率处于不同失谐条件下,耦合光功率的增加对耦合光频率噪声向探测光相位噪声转移现象的影响。此外通过理论计算,分析了输出探测光的振幅噪声谱中的噪声的主要来源。本文的创新之处:我们采用对光源的频率和强度噪声进行抑制,并通过声光调制器引入可控噪声的方法,实现了噪声转移的定量研究。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 贾玥
导师: 张临杰
关键词: 马赫曾德尔干涉仪,电磁诱导透明,噪声转移
来源: 山西大学
年度: 2019
分类: 基础科学
专业: 物理学,物理学
单位: 山西大学
分类号: O441;O562
DOI: 10.27284/d.cnki.gsxiu.2019.001443
总页数: 63
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标签：马赫曾德尔干涉仪论文; 电磁诱导透明论文; 噪声转移论文;