抗弛豫镀膜原子气室中的相干效应研究

作     者：张欢 

作者单位：华中师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李高翔

授予年度：2020年

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 0702[理学-物理学] 

主      题：相干效应 抗弛豫 镀膜气室 Ramsey序列 

摘      要：相干光场与原子相互作用时,往往产生原子系统中的相干效应,这也是人们一直关注的热点问题。原子相干过程往往伴随自发辐射、自旋交换碰撞、原子与气室壁的碰撞等由原子热运动和碰撞引起的原子退相干过程。为了降低原子与气室壁的碰撞弛豫,保持较好的相干性,通常采用原子气室中填充惰性缓冲气体或者抗弛豫镀膜的方式。本文在Kazakov提出的抗弛豫镀膜气室中CPT共振理论的基础上,对抗弛豫镀膜原子气室中热原子的电磁诱导透明(EIT)与相干布居俘获(CPT)信号展开了进一步的分析与讨论。首先,在三能级模型中求解布洛赫方程,利用Ramsey脉冲序列模拟原子依次通过镀膜气室内激光内外“亮、“暗区域,并在所有可能的路径上取适当的平均值,得到了三能级模型密度矩阵元的稳态平均表达式。接着用嵌套的方式对所得结果用matlab软件进行编程,分别将程序模型应用于EIT与CPT。基于上面的结果,将87Rb原子在实验室中工作的参数带入,分别模拟了不同条件下的EIT与CPT信号。结果表明,线型的双重结构是由于原子多次穿过激光区域形成的。最后,通过拟合EIT线型随激光参数的变化,解释了 EIT宽峰与窄峰的形成机制。通过拟合CPT粒子数布居随弹性碰撞概率的变化,分析了弹性碰撞次数对吸收峰线宽的影响。