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利用部分相干光冷却中性原子
作 者: 郑丽玲
导 师: 徐云飞
学 校: 浙江大学
专 业: 光学
关键词: 激光冷却原子 部分相干光 相干度 磁光阱 原子温度
分类号: O562
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 21次
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内容摘要
近二十年来,激光冷却原子的研究与应用越来越受到关注,并且取得了丰硕的成果。在以往的研究中,用于冷却原子的激光均为相干光。本硕士学位论文利用部分相干光作为冷却中性原子的光源,研究了相干性对冷却原子的影响,从实验上得到了冷原子的温度随激光相干性的变化关系,并从理论上作了分析。本文的主要内容如下:第一章回顾了激光冷却原子的发展历程,概述了本文的研究的背景、研究目的和意义。并简要地描述了本文的主要工作。第二章从Rb原子的能级结构、光与原子的相互作用、磁光阱和偏振梯度冷却等出发,对激光冷却原子的基础理论进行概述。第三章首先对部分相干光的理论和特性作了简单介绍,然后介绍了部分相干光的产生机制。我们利用晶体来调制冷却激光的相位分布,从而改变了冷却激光的空间相干性。通过改变加在晶体上的外加电压,激光的相干度可以被控制。第四章对激光冷却原子所涉及的实验的各个部分进行了详细的介绍,包括激光系统中的饱和吸收、磁光阱、TOF温度测量法等。接下来介绍了实验的过程包括实验光路图的搭建。最后对所得的实验结果进行了分析。通过对比不同相干度的激光所捕获的冷原子的温度的差别,得出激光相干度对冷原子的影响。最后,总结全文,提出存在的不足之处以及需要改进的地方。
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全文目录
致谢 4-5 摘要 5-6 Abstract 6-9 1 绪论 9-13 §1.1 冷原子的历史背景 9 §1.2 冷原子的发展以及应用 9-11 §1.3 本文的主要工作 11-13 2 原子的激光冷却与陷俘 13-22 §2.1 Rb原子的能级结构 13-15 §2.2 光与原子的相互作用力 15-17 §2.3 磁光阱 17-19 §2.4 偏振梯度冷却 19-22 3 部分相干激光的特性与产生 22-47 §3.1 光的时间相干性和空间相干性 22-26 3.1.1 光场的时间相干性 22-24 3.1.2 光场的空间相干性 24-26 §3.2 部分相干光 26-31 3.2.1 部分相干光的数学表述——互相干函数和复相干度 26-29 3.2.2 空间—时间域 29-30 3.2.3 空间—频率域 30-31 §3.3 高斯-谢尔模光束(GSM)的传输变换 31-33 §3.4 部分相干光的特性 33-34 §3.5 部分相干光的产生——电光调制 34-47 3.5.1 电光效应 34-39 3.5.2 电光调制产生部分相干光 39-47 4 实验装置及结果 47-70 §4.1 激光器系统及饱和吸收稳频 47-55 4.1.1 半导体激光器原理 47-50 4.1.2 饱和吸收稳频 50-55 §4.2 磁光阱(MOT) 55-59 4.2.1 三维磁光阱的获得 55-57 4.2.2 TOF法测量温度 57-59 §4.3 实验过程及结果 59-70 4.3.1 冷原子团的制备 59-62 4.3.2 冷原子团温度的测量 62-64 4.3.3 实验结果分析 64-70 5、总结与展望 70-72 参考文献 72-77 作者简介 77
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中图分类: > 数理科学和化学 > 物理学 > 分子物理学、原子物理学 > 原子物理学
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