銫原子磁光阱及光抽運光譜的實驗研究.pdf

1、根據(jù)半導(dǎo)體激光器的基本原理，我們設(shè)計并制作了光柵外腔半導(dǎo)體激光器;建立了銫原子磁光阱系統(tǒng)，實現(xiàn)了中性銫原子的冷卻與俘獲;研究了常溫下氣室中銫原子D2躍遷線的光抽運光譜，并從其形成的物理機制、具體應(yīng)用等各個方面進行闡述介紹。具體的工作如下:
　　一，借鑒商用光柵外腔半導(dǎo)體激光器設(shè)計結(jié)構(gòu)并結(jié)合自身的實驗條件和所需要求，自行設(shè)計、組裝、調(diào)試了光柵外腔半導(dǎo)體激光器并實現(xiàn)了激光器穩(wěn)定的單模輸出。該激光器的工作在銫原子D2線附近，輸出的波長穩(wěn)

2、定在852.3nm，連續(xù)調(diào)諧范圍約在3GHz。
　　二，建立了銫原子磁光阱系統(tǒng)。自行設(shè)計并建立了真空系統(tǒng)，真空度為1×10-7Pa;利用兩臺半導(dǎo)體激光器建立了實現(xiàn)銫原子磁光阱的激光系統(tǒng)，通過飽和吸收技術(shù)實現(xiàn)冷卻光的負失諧鎖定，自制的半導(dǎo)體激光器作為再抽運光。實現(xiàn)了中性銫原子的冷卻與俘獲。
　　三，研究了常溫下氣室中銫原子D2躍遷線的光抽運光譜。兩束空間重合偏振垂直的線偏振光在銫原子氣室中同向傳輸，銫原子氣室對確定頻率的探測光

3、的吸收會隨著抽運光頻率的改變而增強或減弱，從而形成光抽運光譜。分析了銫原子基態(tài)62S1/2至激發(fā)態(tài)62P3/2超精細能級間的光抽運過程，研究了形成銫原子D2線躍遷相關(guān)的幾種光抽運光譜的物理機制。由于無多普勒背景的干擾，線寬對光場和環(huán)境因素改變更加靈敏，探測光或抽運光強度導(dǎo)致的譜線加寬非常明顯，實驗上觀察到了譜線在低功率下的強度展寬。
　　其中，創(chuàng)新點是在研究抽運探測(pump-probe)光譜的時候，大多數(shù)研究者是采用掃描探測光頻