激光感生光學各向異性原子光學濾波器理論和實驗研究.pdf

1、隨著光信息技術的高速發(fā)展，激光空間信息技術，如激光通訊、遙感和雷達等，也越來越受到人們的重視。這些工作在自由空間下的光學系統(tǒng)由于會遭受寬帶背景輻射及色散介質的影響，系統(tǒng)的信噪比比較差，使系統(tǒng)不能很好的工作，而在系統(tǒng)接收端前使用超窄帶光學濾波器可以明顯提高系統(tǒng)的信噪比和靈敏度。本論文在闡述原子光學濾波器在國內外研究進展及現狀分析的基礎上，對激光感生光學各向異性原子光學濾波器（Laser-induced optical anisotropy

2、 atomic optical filter，簡稱LIAOF）進行了理論和實驗研究，主要內容包含以下幾個方面：
　　首先，建立了LIAOF理論模型。通過對LIAOF濾波原理的分析，采用半經典理論中密度矩陣方程來處理這種雙光場與三能級原子系統(tǒng)的相互作用。在穩(wěn)態(tài)下求解方程，得出系統(tǒng)的極化率，然后將極化率與探測場濾波方程中參量關聯(lián)起來，從而建立完整的LIAOF濾波模型。
　　其次，在銣原子系統(tǒng)中對激發(fā)態(tài)775.9nm LIAOF濾

3、波特性進行了理論計算和實驗研究。為了分析濾波行為中的泵浦過程，對銣D2線吸收譜和飽和吸收譜進行了理論和實驗研究，并對銣D2線光泵浦過程中各個超精細磁子能級上粒子數變化的動力學過程進行了理論分析。在實驗中，獲得銣激發(fā)態(tài)775.9nm LIAOF單峰透射譜，峰值透射率為14.4％，濾波帶寬396MHz，小于譜線多普勒寬度。另外，對775.9nm LIAOF濾波特性與泵浦強度、泵浦失諧量、池溫及池長等工作參數的變化關系進行了詳細地理論計算和實

4、驗研究。
　　再次，為了進一步驗證理論模型的可靠性和通用性，對鉀原子激發(fā)態(tài)694nm和532nm LIAOF濾波特性進行了理論計算。理論計算的結果與先前報道的實驗結果符合很好。通過對計算結果的分析，提出一種利用動態(tài)斯塔克效應來實現濾波波長大范圍調諧的方案。理論預測波長調諧范圍可達上百吉赫茲。
　　最后，對基于相干控制場誘導光學各向異性LIAOF進行了初步理論研究。以上研究的LIAOF中光學各向異性是基于對基態(tài)粒子數的選擇性光