多能級原子系統(tǒng)中高效二維原子局域化的研究.pdf

1、近些年，高效的二維原子局域化研究成為廣大科研人員研究的熱點(diǎn)之一。針對二維原子局域化的研究，我們一般是用相互正交的駐波場代替一維原子局域方案中的沿著x方向的駐波場作用在相應(yīng)的原子躍遷上。本文通過利用自發(fā)產(chǎn)生相干與非相干泵浦相干控制、外加磁場相干控制以及駐波場疊加的方法對多能級原子系統(tǒng)中的高效二維原子局域化進(jìn)行了研究。研究表明，自發(fā)產(chǎn)生相干、非相干泵浦，外加磁場以及駐波非對稱疊加等對降低局域峰個(gè)數(shù)、提高原子在二維空間里的探測幾率起著非常重要

2、的作用。我們主要提出了以下三種高效的二維原子局域化的方案:
　　1.利用自發(fā)產(chǎn)生相干和非相干泵浦的相干控制實(shí)現(xiàn)高效的二維原子局域化。在該方案中，當(dāng)作用在近閉合的三能級Λ型原子系統(tǒng)上的探測場強(qiáng)度非常弱時(shí)，非相干泵浦場的存在可以使該原子系統(tǒng)中的自發(fā)產(chǎn)生相干效應(yīng)得以恢復(fù)。非相干泵浦和自發(fā)產(chǎn)生相干的共同作用使原子的光學(xué)特性依賴于作用場的相位。當(dāng)原子通過相互正交的駐波場時(shí)，光與原子的相互作用依賴于二維空間的位置，我們可以通過測量探測場是被吸

3、收還是被放大獲得原子的二維空間位置信息，從而實(shí)現(xiàn)高精度、高分辨率的二維亞半波長原子局域化。原子在單個(gè)駐波波長范圍內(nèi)的探測幾率能夠達(dá)到100％。
　　2.基于外加靜磁場的相干控制獲得二維亞半波長原子局域化。在近閉合三能級八原子系統(tǒng)中，我們將靜磁場作用到電偶極禁止、磁偶極允許的兩個(gè)頻率間隔很小的低能級之間，構(gòu)成閉合環(huán)形結(jié)構(gòu)。在探測場和靜磁場滿足弱場近似以及三光子共振條件下，由于駐波場的空間調(diào)制作用，相位敏感的原子的上能級粒子布局分布與

4、空間位置相關(guān)。在靜磁場的作用下，我們可以獲得單局域峰結(jié)構(gòu)，原子被局域在特定位置處。
　　3.利用Autler-Townes自發(fā)輻射譜和駐波場疊加高效地局域三能級梯形原子。如果我們僅僅是簡單地選取一對正交的駐波場，三能級梯形原子的Autler-Townes自發(fā)輻射譜在二維空間里表現(xiàn)出對稱結(jié)構(gòu)，原子的探測幾率只能達(dá)到50％。因此，我們對駐波場進(jìn)行相干疊加處理，即沿著每個(gè)方向上的駐波場都是兩個(gè)駐波場相互疊加形成的。當(dāng)沿著同一方向傳播的兩