銣原子雙共振光抽運(yùn)光譜及其應(yīng)用.pdf

1、原子激發(fā)態(tài)間的光譜具有無(wú)多普勒展寬的優(yōu)點(diǎn)，不僅在精密測(cè)量、多光子激光冷卻與俘獲等領(lǐng)域具有重要作用，而且對(duì)一些實(shí)用化的二級(jí)頻率標(biāo)準(zhǔn)的研究發(fā)展也具有重要意義。但通常情況下，由于原子遵循玻爾茲曼分布，原子在激發(fā)態(tài)的布居數(shù)極少。傳統(tǒng)光學(xué)雙共振(OODR: Optical-Optical Double Resonance)技術(shù)是獲得原子激發(fā)態(tài)間光譜的有力工具，在理論和實(shí)驗(yàn)方面均早已得到深入研究和廣泛應(yīng)用。但在某些原子體系中，由于中間態(tài)的自發(fā)輻射率

2、較大，致使譜線的信噪比較低。而新型的雙共振光抽運(yùn)(DROP: Double-Resonance Optical Pumping)技術(shù)，是通過(guò)探測(cè)基態(tài)原子布居數(shù)在雙光子光抽運(yùn)條件下的變化來(lái)反映激發(fā)態(tài)間的躍遷光譜，與OODR相比具有平坦的背景和高分辨率的優(yōu)點(diǎn)。本文主要對(duì)以下幾個(gè)方面進(jìn)行了研究:
　　(1)對(duì)銣原子5P3/2-4D3/2(4D5/2)的DROP光譜和OODR光譜進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究對(duì)比，獲得了高分辨的激發(fā)態(tài)間的光譜。
　

3、　(2)研究了光場(chǎng)偏振組態(tài)、功率、光路調(diào)整狀態(tài)（同向和相向）對(duì)DROP光譜特性的影響。在此基礎(chǔ)上，選擇了合適的實(shí)驗(yàn)參數(shù)來(lái)獲得高信噪比、窄線寬的87Rb5P3/2-4D3/2(4D5/2)間的DROP譜線。
　　(3)利用激發(fā)態(tài)87Rb5P3/2(F'=3)-4D3/2(F"=3）的躍遷線對(duì)1529nm的光柵外腔半導(dǎo)體激光器進(jìn)行了無(wú)頻率調(diào)制激光穩(wěn)頻。當(dāng)采用抽運(yùn)光和探測(cè)光相向傳輸情況下的DROP光譜技術(shù)對(duì)激光器鎖頻后，300 s典型的

4、殘余頻率起伏約為650kHz，與同向傳輸情況下的OODR光譜及DROP光譜穩(wěn)頻相比，激光器的頻率起伏有了顯著的改善。探索建立一種可用于密集波分復(fù)用系統(tǒng)(DWDM: Dense Wavelength DivisionMultiplexing)光纖通訊C波段196THz附近的頻率標(biāo)準(zhǔn)，可望用于DWDM信道的校準(zhǔn)。
　　(4)銣原子激發(fā)態(tài)間的超精細(xì)結(jié)構(gòu)分裂一般很小，使得采用普通的光譜學(xué)技術(shù)很難進(jìn)行精確測(cè)量。我們?cè)讷@得高信噪比、窄線寬的D