用于原子干涉仪的拉曼光的制备

原子干涉仪是利用原子物质波的特性而实现的干涉仪,广泛应用于精密测量领域.在原子干涉仪中,通过拉曼光对原子进行相干操作,拉曼光的质量直接影响着干涉仪的技术指标.基于注入锁定技术,采用普通半导体激光器、声光调制器,实现了功率、频率和位相稳定的拉曼光的制备,并对拉曼光的相位噪声技术指标进行了测试.     

双模量子光场驱动的拉曼型光致离化系统中原子的相干俘获

研究了由双模量子光场驱动的拉曼型光致离化系统中原子的相干俘获性质，分析了反映原子－光场耦合性质的参量对系统相干俘获的影响，论证了在定的条件下，双模ＳＵ（２）相干光场可以将原子完全俘获。     

双通道原子相干性转移效率与拉曼单光子失谐的关系研究

研究了原子相干性在双通道间的转移效率与拉曼单光子失谐的关系。在冷原子四能级Tripod型系统中,首先利用EIT动力学过程将光信号存储在原子的一个记忆通道上。然后通过拉曼双光子过程,我们进行了原子记忆在两个通道间相干转移的研究,结果表明,在一定的拉曼光强下,原子相干性在双通道间的转移效率随着拉曼单光子失谐发生变化,最大的转移效率可达到94%。     

超冷原子中的拉曼增益光栅

为提高光栅的衍射效率,提出了基于主动拉曼效应的超冷原子光栅系统。理论研究表明：通过拉曼增益的空间周期性调节,可有效地将沿垂直光栅方向传播的弱探测光衍射到一级方向,同时零级衍射光将被放大。当系统中引进微波场的原子相干效应时,可以进一步提高光栅的一级衍射效率。在一定的条件下,拉曼增益光栅的一级衍射效率可高于电磁诱导相位光栅的一级衍射效率。该系统可作为高效光开关用于全光网络。     

基于增强拉曼散射的光子-原子双模压缩态的实现

拉曼散射过程中利用原子系综中初始制备的自旋激发(原子相干性),以及注入与原子系综中初始制备的自旋激发相关联的种子光场都可以极大的提高光场频率转换的效率,实现增强拉曼散射.本文理论上计算了增强拉曼散射过程中原子-光场量子界面的正交分量的量子起伏,得到了相干性导致的增强拉曼散射,只能在一定的范围内稍微提高初始光子-原子的压缩度;而关联增强拉曼散射,能够制备很强的光子-原子间的双模压缩.这样强压缩度的光子-原子量子界面,对于利用光场和原子系统实现量子精密测量研究有着非常重要的应用.     

基于抽运-探测法的皮秒反斯托克斯拉曼频移器的理论研究

采用拉曼频移器在晶体介质中利用相干反斯托克斯散射效应可以获得超短脉冲(皮秒)反斯托克斯激光.基于抽运-探测法的晶体拉曼频移器可以实现相干反斯托克斯散射的共线相互作用,从而可以有效提高反斯托克斯光的转化效率.本文在平面波近似下建立了基于抽运-探测法的皮秒反斯托克斯拉曼频移器的耦合波方程组,引入归一化参量对方程组进行了归一化处理.通过数值计算,得到了描述皮秒反斯托克斯拉曼频移器运行的一组普适理论曲线,分析了归一化拉曼增益系数G、归一化相位失配参数△K以及探测光脉冲能量占基频光总能量的比值r_(probe)三个变量对反斯托克斯拉曼频移器性能的影响,确定了实现高效反斯托克斯转化时各归一化变量的合理取值.采用实验数据对该理论模型的正确性进行了验证,反斯托克斯转化效率的理论值与文献数据基本一致.     

利用原子-腔场的拉曼相互作用制备双模SU(2)薛定谔猫态

利用一个参量频率转换过程,在腔中制备双模ＳＵ（２）相干态,然后注入一个与腔场的一个个模发生拉曼相互作用的Ａ型三能级原子,通过原子－腔场相互作用生成腔场－原子纠缠,通过对原子进行选择性测量,腔场－原子纠缠态将塌缩到纯态,即双模ＳＵ（２）薛定谔猫态。     

基于人造金刚石晶体的拉曼激光器研究进展

受激拉曼散射是一种重要的非线性光学频率变换技术,在拓展激光波段方面有十分广泛的应用前景。因此,寻找具有优良光学性质的拉曼介质,提高拉曼激光器性能,具有重要的研究价值。相比于传统的固体拉曼晶体,人造金刚石晶体具有拉曼增益系数大、拉曼频移大、导热率高和透过性好等显著优点,基于人造金刚石晶体的拉曼激光器能够获得更高的输出功率和转换效率。本文简要介绍了化学气相沉积法(CVD)制备的金刚石晶体的光学性质和热学特性,总结了基于人造金刚石晶体的拉曼激光器在紫外波段、可见光波段及红外波段的研究现状,并对其发展进行了展望。     

掺镧方钴矿型晶体的拉曼光谱测定

本文用熔融退火法生长了热电材料掺镧方钴矿 (LaxFe3CoSb12 )晶体。用背散射方法测定了不同掺镧量晶体的拉曼光谱。我们认为稀土镧原子占据了方钴矿结构中的空位 ,这些填充空位的离子参与结构中的晶格振动 ,使拉曼谱线位移并加宽。随着含镧量的增加 ,镧原子振颤自由度降低 ,谱线的加宽程度减小。     

V型原子与光场拉曼相互作用传送未知原子态

未知量子态从一个地方到另一个地方的隐形传送在量子信息领域中有非常重要的作用,提出了一种利用简并V型三能级原子与振幅很大的单模相干态腔场的拉曼相互作用来传送未知原子态的方案。     

基于拉曼耦合Jaynes-Cumming-Paul模型的原子布居数反转动力学演化

本文主要研究了拉曼耦合Jaynes-Cumming-Paul模型中原子布居数反转的动力学演化.讨论在不同初始状态时,在相互作用过程中原子布居数反转的演化情况.结果表明,无论原子处于相干还是非相干叠加态,只要当输入光场为Fock态时,反转现象明显;当输入光场为相干态时,反转现象存在但不明显;当输入光场为压缩真空态和热态时,几乎无反转现象.     

相干布居囚禁振荡与拉曼失谐的关系

相干布居囚禁(CPT)振荡是一种基于CPT态而产生的瞬态振荡现象,与相干双色光频差和Λ型三能级结构原子基态能级间隔之间的拉曼失谐有关.本文采用锯齿波对微波信号进行频率调制,实现拉曼失谐均匀变化和阶跃变化.并通过建立频率调制速率和拉曼失谐变化速率之间的关系,分析拉曼失谐变化速率和变化方式对CPT振荡的影响.结果表明,当拉曼失谐均匀变化时,激发CPT态原子产生振荡现象需要满足变化速率较快的条件,且激发产生的振荡呈现非谐波振荡行为.当拉曼失谐发生阶跃变化时,激发产生的CPT振荡为阻尼振荡且振荡频率与失谐量相等.利用锯齿波进行微波频率调制,进而实现对拉曼失谐的调制,实现CPT态的完全建立和CPT振荡的完全衰减过程,在弱磁场测量和原子钟领域具有较大的应用潜力.     

武定恐龙化石的显微拉曼光谱研究

本文首次利用激光显微拉曼光谱、原子光谱和偏光显微镜等方法 ,对云南武定的恐龙化石进行了分析研究。实验发现 ,恐龙化石表面和截面的拉曼光谱 ,均为典型的方解石 (CaCO3 )晶体的拉曼谱 ,并未发现有其他成分的拉曼谱。原子发射光谱的分析结果表明 ,恐龙化石中的主要元素有Ca(>10 % ) ,其次是Si(5 0 % )和P(4 0 % ) ,还有Fe(1 0 % )等 ,但未发现铱、钍等稀有元素。由恐龙化石截面在偏光显微镜下的图像可以知道 ,恐龙化石表面层的成分主要是方解石晶体 ;内部的主要成分为方解石 (CaCO3 )晶体 ,此外还有纤维状一水二氧化硅 (分子式SiO2 ·nH2 O ,属非晶态 )等成分。激光拉曼光谱能快速无损地准确检测出恐龙化石的主要成分是方解石 (CaCO3 ) ,拉曼光谱对恐龙化石的分析结果与原子光谱、偏光显微镜的分析结果是一致的     

拉曼光谱方法研究SiC晶体的晶型

本文采用拉曼光谱方法对改进Lely生长法制备的SiC单晶的结构进行了分析,结果表明:晶体的结构为6H,样品的内部缺陷较多,其中存在4H-SiC。另外我们还测量了SiC晶体的高阶拉曼谱,并对其进行了分析归属。从分析结果来看拉曼光谱是研究SiC的晶体结构和生长质量有效快捷的方法。     

双光子荧光与相干反斯托克斯拉曼散射显微成像技术的实验研究

双光子荧光与相干反斯托克斯拉曼散射同属于三阶非线性效应,二者之间的差异与联系是一个值得研究的问题.本文基于自行搭建的超连续谱近红外宽带相干反斯托克斯拉曼散射显微成像系统进行光谱成像,同时通过理论与实验对比分析了双光子荧光与相干反斯托克斯拉曼散射图像存在差异的原因.结果表明,具有亚微米以上横向分辨率的相干反斯托克斯拉曼散射成像系统,可以使用较大尺寸的荧光珠进行双光子荧光成像,通过解卷积得到双光子荧光成像的系统分辨率,并将它近似等效于相干反斯托克斯拉曼散射成像系统的当下分辨率.如果需要得到相干反斯托克斯拉曼散射成像系准确的分辨率结果,就必须使用尺寸比相干反斯托克斯拉曼散射成像系统实际分辨率小的球形样品进行实验测量.     

吸附于纳米磷化镓粉体表面碱性品红的拉曼光谱(英文)

本文中,对吸附于纳米磷化镓(GaP)粉体表面的碱性品红拉曼光谱进行了研究。通过将吸附碱性品红与纯碱性品红晶体样品的拉曼光谱进行对比、分析可知,碱性品红在纳米GaP粉体表面发生了化学吸附。在吸附碱性品红样品的拉曼光谱中,位于1200~1320cm-1范围内的光谱特征表明可能有新的化学键(P-O-C+或Ga-O-C+)形成。碱性品红分子的中央碳正离子(C+)与GaP表面具有孤对电子的氧原子形成配位键。红外光谱结果表明,氧原子与纳米GaP粉体表面的磷原子或镓原子键合,以P-O,Ga-O或P-O-Ga形式存在于GaP表面。碱性品红分子的呼吸振动,N-苯环伸缩振动,以及苯环C-C伸缩振动散射强度与纯碱性品红晶体样品相比皆有所增强。N-苯环伸缩振动散射强度增加意味着N原子是除C+离子以外的另一个可以与GaP表面发生化学作用的活性中心,这种化学作用是由N原子与GaP表面存在共轭效应造成的。     

相干反斯托克斯拉曼散射显微镜的成像特性

对自身不发荧光且不便于荧光标记的化学或生物学样品，集相干反斯托克斯拉曼散射与激光共焦扫描显微镜于一身的相干反斯托克斯拉曼散射显微镜是一种好的选择。因为相干反斯托克斯拉曼散射是一种非线性过程，相干反斯托克斯拉曼散射显微镜的显微成像特性与一般的共焦显微镜非常不同。首先计算了焦点附近相干反斯托克斯拉曼散射激发场的偏振分布，然后，利用格林函数方法，得到了以赫兹偶极子为源的波动方程的精确解，发现对于不同的成像配置和样品形状，像场的相干反斯托克斯拉曼散射场分布非常不同，因此传统的显微镜成像表征方式（如点扩展函数）将不再能描述相干反斯托克斯拉曼散射显微镜的成像特性。     

苯甲酸脱羧反应过程的拉曼光谱研究

应用水热金刚石压腔结合拉曼光谱技术研究了升温过程中苯甲酸在水中的变化及拉曼谱图。结果表明：低温升温过程中,苯甲酸的拉曼谱图中各个特征振动谱峰没有变化,苯甲酸没有与水反应。随着温度的继续升高,苯甲酸的拉曼谱图中的特征振动峰逐渐变弱。升至150 ℃时,羧基的拉曼特征谱峰消失,说明此过程中苯甲酸发生了脱羧反应。继续升温至170 ℃,苯甲酸溶解消失。随后将体系降至常温,发现有晶体析出。由其拉曼谱图可知,重结晶的晶体含有苯环的特征峰,说明有芳香烃析出。但是没有测到羧基的特征拉曼谱峰,说明重结晶的晶体不是苯甲酸。整个过程可以说明,芳香烃在溶解重结晶过程中是可逆的,羧基是不可逆的。     

受激拉曼增益介质中的量子噪声特性研究

研究了三能级原子系综与相干控制场以及量子探测场的相互作用下的受激拉曼系统.运用量子理论推导出了该受激拉曼系统中由于量子场真空涨落引起的量子噪声以及受激散射的量子化光场噪声谱,并且数值计算了注入拥有非经典涨落的量子探测场,真空涨落所引起的量子噪声谱. 关键词： 受激拉曼增益 量子噪声 噪声谱     

KDP晶体拉曼散射角度特性

利用群理论详细分析了磷酸二氢钾(KDP)晶体的拉曼振动模式,得出了其拉曼振动模的归类。并采用拉曼光谱仪测量了Z切退火KDP晶体X(ZZ)珡X,Z(XY)珚Z和Y(XY)X三种散射配置和未退火KDP晶体Z(XY)珚Z配置下的拉曼光谱。根据拉曼选择定则得出X(ZZ)珡X,Z(XY)珚Z和Y(XY)X散射配置下的拉曼峰分别对应A1,B2(LO),B2(TO)对称类振动模,但在Z(XY)珚Z配置下的拉曼光谱中除了B2模,还观察到了A1模,而在Y(XY)X配置下的拉曼光谱中只有B2模,且退火和未退火晶体Z(XY)珚Z配置下的拉曼光谱无明显差别,此结果表明KDP晶体的对称性降低,在背向散射时A1模也具有角度特性,但与晶体的内应力无关,这是由KDP晶体内部结构决定的。