銫原子磁光阱及光抽運(yùn)光譜的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、根據(jù)半導(dǎo)體激光器的基本原理，我們?cè)O(shè)計(jì)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(shí)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(yùn)光譜，并從其形成的物理機(jī)制、具體應(yīng)用等各個(gè)方面進(jìn)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(jì)結(jié)構(gòu)并結(jié)合自身的實(shí)驗(yàn)條件和所需要求，自行設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試了光柵外腔半導(dǎo)體激光器并實(shí)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(jì)并建立了真空系統(tǒng)，真空度為1×10-7Pa;利用兩臺(tái)半導(dǎo)體激光器建立了實(shí)現(xiàn)銫原子磁光阱的激光系統(tǒng)，通過飽和吸收技術(shù)實(shí)現(xiàn)冷卻光的負(fù)失諧鎖定，自制的半導(dǎo)體激光器作為再抽運(yùn)光。實(shí)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(yùn)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(duì)確定頻率的探測(cè)光

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