產品 求購 供應 文章 問題

0431-81702023
光學工程
Cs 原子選擇反射光譜暗共振的實驗研究

摘要 近年來 原子電磁感應透明(ETT)和相干布局俘獲(CPT) 已有相當多的報道,在三能級A型系統中,雙光場能夠誘導原子基態相干并且導致吸收減少 。從實驗上研究了A型 Cs 原子氣固界面反射光譜中的暗共振現象。實驗中將 Cs 原子蒸氣加熱到 150攝氏度左右,抽運光調諧到  附近,探測光在,并以近垂直人射到 Cs 爐表面,實驗中觀察并討論了抽運光在不同強度和失諧情況下探測光選擇反射光譜中的暗共振結果可知在大的抽運光強的作用下,亞多普勒結構的反射光譜在共振位置出無多普勒效應的原子相干,以及原子-器壁碰撞,長程原子-器壁相互作用,器壁表面原子速度分布有一定的意義。

關鍵詞 盤子光學,選擇反射光譜;暗共振;原子相干

1 引言

      二能級系統氣固界面的選擇反射(SR) 光譜近年來已有大量的理論和實驗研究[1] 其中包括監測氣固界面的反射系數與氣體介質的依賴關系。光在氣固界面的反射光譜發生在氣體原子距離界面波長量級的范圍內,在正人射條件下原子與表面的碰撞導致了 SR 信號的亞多普勒結構,這是由于原子在離開表面時已經與界面相五作用導致去激發,這種效應已經被用來探測介質表面原子與氣體原子的范德瓦爾斯相互作用力 ,或用來估算吸收線的壓力展寬及頻移能級原子系統在監測近表面原子的動力學行為給予了新的方法和新的可能 Amy-klein 等通過探測反射光譜研究了階梯型 能級 Cs 原子系統折射系數的變化 Le Boiteux 等從實驗和理論上研究了不同人射角度時的 能級原子的選擇反射光譜 Gross 等研究了 Rb 原子中 SR 光譜中的速度選擇光抽運應[4] 本文從實驗上研究了 能級 型原子的反射光譜的暗共振現象。

2 實驗裝置

      實驗裝置如圖1所示 抽運激光器為鐵寶石 (Coherent MBR 100) 產生的線偏振光搞合到 Cs 原子躍遷附近 探測光由外腔式二極管激光器(New Forcus 6000)輸出,自由運轉

      線寬小于 500 kHz(=50 rns) 兩激光束近垂直人射 Cs 爐表面, Cs 爐溫度保持在 150 'c左右,其原子密度約為 2x10 14/cm ,以保證高的信噪比 飽和吸收光譜作為頻率參考,弱探測光的吸收信號由雪崩極管(Ham natus Si APD s3884) 接收,輸出電信號由數字示波器采集 探測光的直徑約為1. mm,遠小于抽運光直徑(約為 4mm) ,這樣有利于抽運光和探測光的有效重合 探測光功率約為 1mW。

3  實驗結果及分析

      實驗涉及的原子能級如圖2 所示,為基態, Ib> 為激發態,γ/2 為躍遷弛豫率,T/2為基態間的非輻射弛豫率, ω1為間的躍遷頻率, ω2為間的躍遷頻率 典型的反射光譜及暗共振,如圖 3所示,探測光掃描于躍遷線(68ω(F=3) 6P:yJ 附近,抽運光共振于 F=4 F'=3 上,圖 3(a) 為無抽運光時的反射光譜,呈現近色散型的光譜結構,圖3(b)為暗共振光譜,在躍遷 F=3 F'=3 的位置上探測光出現明顯的吸收減小,透明峰半寬約為 7 MHz,在 F=3 F'=2 F=3 F'=4 光譜線寬出現明顯的展寬 為抽運光功率改變時的暗共振光

譜。當抽運功率增加時,透明峰明顯加深,這是由于光抽運效應導致的交流斯塔克分裂增寬的結果,這與室溫下觀察到的堿金屬電磁感應透明(E T)效果相似 為改變抽運光失諧時的結果,抽運光功率為 570 MW ,吸收減小的位置隨抽運光失諧的位置在相應地改變 實驗現象可由如下理論解釋間,體原子的原子態可由密度矩陣給出,解 r e e 1 i Liouville 方程可得

4   結論

在強抽運光作用下,在A型氣固界面無多普勒效應的選擇反射光譜中進行了暗共振的實驗研究,并觀察到明顯的吸收減小當抽運光失諧時其位置亦隨之發生改變。 實驗結果對探測介質表面原子與體原子的范德瓦爾斯相互作用力,近表面原子折射率改變,近表面原子的動力學行為等具有一定的指導意義。

 

 

 

 


版權信息:長春市金龍光電科技有限責任公司 | 聯系電話:0431-81702023 | 網站備案號:吉ICP備07002350號-1 | EMAIL:[email protected]
35选7中奖号码