电磁诱导透明体系中的亚内禀线宽谱线研究

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本文旨在研究电磁诱导透明(Electromagnetically-Induced Transparency)(相干粒子数捕获(Coherent Population Trapping))中的亚内禀线宽谱学方法。该谱学方法选取关联函数g(2)(0)为观测量,即两个参与相互作用的光场的相位扰动(包括人为调制和激光的固有噪声)转化而来的幅度扰动之间的关联。在光谱学、精密测量等研究中,获得窄共振谱线具有重要的意义,可以大大提高测量的精度和频率、时间标准的准确度。而EIT (CPT)中存在的显著的基态相干度为实现一种新的亚内禀线宽谱学方法提供了基础,同时他也是人们感兴趣的量子关联的源头。因此我们的研究意义不只在于提供一种新的谱学方法,也在于为量子关联的研究奠定基础。第二章开始,在EIT (CPT)体系中,对于不同的调制,包括:激光相位调制、激光频率调制以及激光本身的频率(相位)噪声通过原子转化的幅度调制以及幅度调制间的关联函数进行了理论研究,理论预测了g(2)(0)谱学方法的亚内禀线宽、不被功率展宽的特性。除此之外,第二章还阐述了非对称场、剩余幅度调制对谱线线型线宽的影响;同时作为一种谱学方法,g(2)(0)对于多双光子共振谱的分辨能力也进行了讨论。第三章集中讨论了对应于第二章的实验结果。首先,在Zeeman EIT中,进行了非线性分裂的测量实验,随后通过光电调制器、激光器的压电陶瓷调制激光相位(频率),测量了g(2)(0)谱线以及线宽和光强、调制参数的特性,实验结果和理论预测十分吻合。其中我们最大取得了30倍的压窄线宽,即g(2)(0)谱线线宽是内禀线宽的1/30倍。紧接着,只利用激光的自然噪声进行的g(2)(0)谱线测量也显示出亚内禀线宽的特性。另外,Hyperfine EIT中的实验还展示了g(2)(0)谱线多双光子共振谱的分辨能力。第四章总结了全文内容,突出强调了各部分的重要的结果和分析。另外对本文没有展开讨论的内容作了展望,包括发生Rabi共振时的原子响应增强和镀膜铷泡中的亚赫兹谱线应用。
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