銫原子D2線光抽運(yùn)光譜及其應(yīng)用研究.pdf

1、實(shí)驗(yàn)上常常選擇銫、銣等能級結(jié)構(gòu)相對簡單的堿金屬原子來研究光與原子的相互作用。通過探測在連續(xù)調(diào)諧的控制光作用下的氣室對頻率確定的探測光的吸收，可獲得光抽運(yùn)光譜。研究光抽運(yùn)光譜對理解原子相干作用有著重要意義。我們選擇銫原子D2線光抽運(yùn)光譜進(jìn)行分析研究，并提出基于此光譜實(shí)現(xiàn)以原子超精細(xì)躍遷為標(biāo)準(zhǔn)的偏頻鎖定的方法。主要的工作有以下幾個部分:
　　第一部分首先介紹了半導(dǎo)體激光器的基本特性，對影響半導(dǎo)體激光器頻率的各種因素進(jìn)行了分析。接著介紹

2、了自制光柵反饋半導(dǎo)體激光器的制作過程。在建立鎖頻環(huán)路后，利用飽和吸收光譜完成了自制激光器相對于銫原子躍遷線的頻率鎖定
　　第二部分主要是在連續(xù)掃描的控制光作用下，研究了由頻率固定的探測光透射獲得的光抽運(yùn)光譜。光譜主要反映了兩個光場同原子作用時的光抽運(yùn)效應(yīng)，同時還可能受到兩個光場同原子的量子相干效應(yīng)的影響。我們分別獲得了在銫原子氣室中兩激光相向或同向重合的情況下的光抽運(yùn)光譜，并研究分析了不同情況下的光抽運(yùn)光譜的物理過程。
　　

3、第三部分重點(diǎn)完成了銫原子D2線光抽運(yùn)光譜在實(shí)現(xiàn)激光器間偏頻鎖定方面的應(yīng)用。詳細(xì)介紹了利用光抽運(yùn)光譜實(shí)現(xiàn)兩激光器偏頻鎖定的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)過程，分析了實(shí)現(xiàn)偏頻鎖定后兩激光頻率差的穩(wěn)定性。我們利用無多普勒背景的光抽運(yùn)光譜提供的依賴于原子超精細(xì)分裂的偏頻信號，實(shí)現(xiàn)了兩個激光器相對偏頻鎖定。在主激光器自由運(yùn)轉(zhuǎn)甚至是在一定范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)諧的條件下，保持兩個激光器頻率差同原子超精細(xì)能級間隔的鎖定。同時利用聲光調(diào)制反饋環(huán)路實(shí)現(xiàn)了光學(xué)頻率梳，這也將用于實(shí)現(xiàn)