基于调制射频场电磁诱导透明光谱的工频电场测量

利用双光子(852 nm和509 nm)激发方式实现了铯原子53S1/2里德堡态制备,并研究了射频电场导致的交流斯塔克效应作用下53S1/2里德堡原子的电磁诱导透明光谱.通过改变射频电场幅度,得到了电磁诱导透明光谱斯塔克频移与电场幅度的关系.实验中将工频电场幅度调制到射频电场,实现了工频电场场强的可溯源测量,场强灵敏度...     

可搬运锶光晶格钟系统不确定度的评估

可搬运光学原子钟在科学研究和工程应用中具有重要意义.本文测量了可搬运87Sr光晶格钟系统的主要频移,包括黑体辐射频移、碰撞频移、晶格光交流斯塔克频移、二阶塞曼频移等.首先实验上测量了磁光阱腔体表面的温度分布,分析了不同热源对原子团的影响,得到黑体辐射总的相对频移修正量为50.4×10^-16.相对不确定度为5.1×10^-17.然后利用分时自比对方法,评估了碰撞频移、晶格光交流斯塔克频移和二阶塞曼频移.结果表明,由黑体辐射引起的频移量最大,晶格光交流斯塔克频移的不确定度最大,系统总的相对频移修正量为58.8×10^-16,总不确定度为2.3×10^-16.该工作为可搬运87Sr光晶格钟之后的性能提升和应用提供了条件.     

激光冷却铯原子喷泉频标的黑体辐射频移

研究了激光冷却铯原子喷泉频标的黑体辐射频移（包括黑体辐射塞曼频移和黑体辐射斯塔克频移）,推导了频移的计算公式,估算了室温下频移及其不确定度的大小,分析了黑体辐射频移对频标准确度的影响。结果表明：１）室温下黑体辐射塞曼频移可达１０＾－１５量级,在评定铯原子喷泉频标准确度时,需要对此项频移加以修正;２）在利用直流斯塔克效应估算黑体辐射斯塔克频移时,由直流极化率常数ｘ的测量误差导致的黑体辐射斯塔克频移的     

激光冷却气体原子研究的起步阶段

文章记述了开展激光冷却气体原子研究的起步阶段,描述了推动文章作者从原子钟研究走向激光冷却气体原子研究的动力.在研究初期阶段,文章作者着重思考了激光冷却气体原子物理机制,如:积分球红移漫反射激光冷却气体原子的设想和利用光频移效应(交流斯塔克效应)激光冷却气体原子的物理思想.文章还描述了作者所在实验室用于激光冷却原子研究的原子束实验装置,并展示了几个物理实验结果.最后,文章还总结了经验和教训,深感起步艰辛和今日可贵,期盼光辉的未来.     

CdS/HgS/CdS球状纳米系统高能级斯塔克线度效应

研究了在层间作用和电场作用下球状纳米系统的电子能量和波函数.以CdS/HgS/CdS球状纳米系统为例,讨论了层间作用、电场和样品线度对高能级斯塔克效应以及谱线频率和强度的影响.结果表明：CdS/HgS/CdS球状纳米系统在外电场作用下发生斯塔克效应的能级分裂规律与氢原子类似,但能级位移量不同.谱线频移与电场强度的平方成正比,多数谱线的频移随线度增大而减小,少数谱线的频移则相反;而层间作用引起谱线的频移随线度增大而减小.除少数谱线外,多数谱线的相对强度随线度增大而减小,层间作用不会改变相对强度随线度的变化趋 关键词： CdS/HgS/CdS球状纳米系统 斯塔克效应 谱线频率 谱线强度     

非简并拉曼过程中交流斯塔克位移对场熵和缠绕的影响

利用修正后的哈密顿量计算非简并拉曼过程中双模光场场熵的演化,并研究了原子能级的交流斯塔克位移对场熵演化和原子场之间的缠绕的影响.结果显示:交流斯塔克位移的存在使双模光场的熵的演化呈现出较完美的周期性,并且演化的周期以及原子光场缠绕的程度均受交流斯塔克位移的影响. 关键词： 非简并拉曼过程 交流斯塔克位移 双模光场 场熵 原子光场纠缠度     

光泵三能级激光的全量子理论

本文采用Langevin量子理论处理光泵三能级激光体系。在激光场的光子数不太高时导出一个普适的激光场Van der Pol运动方程。它既包括了非相干和相干泵浦,又包括了强泵浦和弱泵浦情况。若对热库取平均,该方程将给出半经典理论的全部结果。本文的结果表明,激光增益来源于两个基本过程:两个光子过程和两步过程。当泵浦强度大于某阈值时,将出现动态斯塔克效应。激光线宽主要来源于热噪声、真空涨落、激光能级的自发辐射以及自发Raman散射。 关键词：     

原子与单模场相互作用中克尔效应与斯塔克效应的统一处理

处理了包含克尔效应和斯塔克效应的原子与场相互作用模型。由于在其有效哈密顿中作了旋转波近似，两种效应的影响可以归结为对原子与场失谐的改变，这种失谐变化依赖于一个系统的守恒量。研究表明，克尔效应和斯塔克效应在一定条件下是等价的。研究了当场的初态为宏观可区分量子迭加态时，光子的反聚束效应。探讨了在广义的克尔介质中原子与场相互作用模型的求解。     

10.784μm无镜斯塔克效应光学双稳性

利用同位素C~(13)O_2~(16)激光器R(18)支线与NH_3分子(as)_Q(6,6)跃迁间的相互作用,观察到了斯塔克效应光学双稳性和光学限幅,分析了含有多普勒加宽的稳态理论,实验结果与理论分析结论一致.     

双光子激光器的量子理论

从双光子激光器三能级模型的微观哈密顿量出发,应用慢变幅度近似和双光子旋波近似,在双光子过程压倒其它辐射过程的情形下,导出二能级双光子模型的等效哈密顿量,从而建立三能级模型与二能级双光子模型的正确关系。得到的等效哈密顿量包含通常讨论中所忽略的光学斯塔克效应项,其系数在一般情形下可与等效互作用常数具有相间的数量级。根据这等效哈密顿量,应用Haken激光理论的标准方法研究定态的阈值,平均光子数,自生频移,光子统计和涨落,并与以前未计及光学斯塔克效应的结果作比较。 关键词：     

光泵分子气体远红外光谱的AC Stark效应

本文应用图论法研究光泵激光气体分子的波谱特性。假定了:1.分子与外来信号场相互作用输运过程中只涉及到六个能级;2.泵场强远大于探测场强。在这些假定下求解密度矩阵方程,获得一套反映受激分子波谱特性的解析表达式。应用这些表达式,可求得不同频率的泵场作用下分子气体的远红外波谱特性。本文特别叙述分子振动基态远红外光谱的AC aStark效应。结果表明:在谐振点AC aStark分裂的值与C.H.Townes所得结果基本相同,在受激发射和吸收共存的情况下,特性曲线的总趋向与他的结果基本一致。调谐曲线有些部份反映发射特性,有些部份反映吸收特性,在发射和吸收的过渡部份,吸收和发射都很小,而且具有特殊的过渡特性。     

光泵远红外分子激光的多光子过程

本文在过去工作的基础上,研究六能级系统在10MW/cm~2功率泵浦下CH_3F分子气体的多光子过程.文中提出了多光子共振图,从而可预示系统中各类多光子过程以及在x-y平面远红外频率随光泵频率变化的轨迹轮廓.理论计算揭示了三光子共振过程对系统增益的贡献,表明在一般情况下,三光子过程具有很小的增益值,而在某些特定频率下,却具有可观的增益,但调谐范围很窄.此外,还讨论了多光子过程之问的相互作用,这些作用除将影响远红外激光的调谐特性外,还存在互相抑制和互相增强的效应.     

斯塔克效应对两模双光子J-C模型腔场谱的影响

研究了斯塔克(Stark)效应对两模双光子Jaynes-Cummings(J-C)模型腔场谱的影响,推导计算出了腔场处于光子数态时腔场谱的计算公式和数值结果,讨论了斯塔克效应和初始场强对腔场谱的影响。发现斯塔克效应在弱场条件下对腔场谱线的频率和强度都有明显的影响,破坏了谱结构的对称性,使两模的谱线更加丰富。初始场较强时斯塔克效应对谱线的影响较弱。模Ⅰ为真空场、模Ⅱ初始场强递增时,斯塔克效应使模Ⅱ的高频峰受到较强的抑制作用,其低频峰在初始场较弱时受到抑制,初始场较强时又有强化作用,初始场更强时,模Ⅱ的谱线退化为经典的共振荧光谱,与无斯塔克效应的情况基本相同。     

连续光泵119μm远红外波导激光器

为了等离子体诊断的目的,我们研制了一台连续光泵远红外波导激光器.泵源为选频可调谐的CO2激光器,远红外激光器是介质波导型,充甲醇(CH3OH).选用CO2激光器的9P(36)支线抽运CH3OH,获得了119μm远红外激光输出.当抽运功率为6W时,输出功率为5mW,与理论估计相近.我们还测量了CH3OH对 CO2μm P支激光的光声谱,并利用光声效应来指示抽运光频率与CH3OH吸收峰之间是否处于最佳匹配.我们的连续光泵远红外波导激光器的原理图如图1所示.选频连续波CO2激光束经反射镜M1和焦距为25cm的凹面镜聚焦后,通过2Hz斩波器,光声吸收池和耦合孔φ1进入…     

光泵、光泵磁共振及其进展

一、光 泵概述 1.光谱学可以看作是一种实验的傅氏分析方法,它主要是在频率域上来研究光谱线及其相对强度,并从而探查和研究原子和分子的结构与运动. 光泵(optical pumping)又称光抽运,可以看作是一种不用光谱仪的光谱学.它用某种方法(常常是用光及射频电磁场)对原子加以扰动,然后观察光的吸收或辐射的强度或偏振的变化,从而探查出原子及其运动的详尽情况.在这个意义上,可以说光泵实验也是一种双共振实验,即光频-射频双共振实验. 光泵磁共振是光泵的主要内容,它是用光来检测和发现磁共振,这一磁共振可以发生在一组塞曼能级之间,也可以发生在…     

钠原子能级的斯塔克结构

本文报道钠在主量子数n=12,13,14附近能区的斯塔克(stark)效应,外场从0～8kV/cm.观察到随着电场的增加,角动量小的项并入线性斯塔克簇,且不同|m|的能级简并解除.对实验结果进行了分析讨论.     

铷原子光泵实验

一、引言 光泵(也叫光抽运)就是用光辐射的方法使能级原子数的分布在很大程度上偏离玻尔兹曼热分布的方法.这个方法,是1949年由法国的Kastler提出来,并且不久由Kastler,Brossel和Winter等人在实验上观察到.Kastler由于在光泵和光双共振方法上的创造性的贡献而于1966年得到诺贝尔奖金.几十年来,光泵的研究和应用得到不断的发展.就研究范围来说,从开始的对原子的基态的精细和超精细结构的研究发展到后来的对原子的高激发态的精细和超精细结构的研究,从对原子的研究发展到对分子、对原子核以及原子之间、原子和其他粒子之间的相互作用的研究,…     

对称强双色共振场中弛豫效应对二能级系统斯塔克分裂的影响

本文应用半径典理论、密度矩阵方法和探索场中二能级系统的能级斯塔克(Stark)分裂。指出与无弛豫效应相比较,弛予效应不仅改变了由光学斯塔克效应所产生的分裂能级的权重、展宽了这些能级,而且还出现新的分裂能级。     

Non-local effect in Brillouin optical time-domain analyzer based on Raman amplification

应用包含探测光、布里渊泵浦光及拉曼泵浦光相互作用理论模型,数值分析了基于拉曼放大的长距离布里渊光时域分析仪非局域化特性.结果表明:非局域化随探测光及拉曼泵滴功率增加而恶化;通过频分复用(将具有不同布里渊频移的光纤拼接)及时分复用技术(同时对布里渊泵浦及探测光进行脉冲调制),可有效缩短布里渊泵浦与探测光的作用距离,达到较理想的抑制非局域效应结果.     

非简并拉曼过程中交流斯塔克位移对腔场谱的影响

研究了原子与双模光场非简并拉曼耦合过程中交流斯塔克位移对腔场谱的影响.给出了原子处于基态且双模初始场为光子数态、相干态和压缩真空态时光谱结构的数值结果.发现数态光场在弱场条件下每模腔场谱都是三峰结构，在强场条件下则为双峰或单峰结构，相干态和压缩真空态光场的腔场谱在弱场或强场条件下都是双峰结构.随着斯塔克位移参数的变化,双峰的高度此长彼消. 关键词： 交流斯塔克位移 非简并拉曼过程 腔场谱