多能級(jí)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(duì)二維原子局域化的研究，我們一般是用相互正交的駐波場(chǎng)代替一維原子局域方案中的沿著x方向的駐波場(chǎng)作用在相應(yīng)的原子躍遷上。本文通過(guò)利用自發(fā)產(chǎn)生相干與非相干泵浦相干控制、外加磁場(chǎng)相干控制以及駐波場(chǎng)疊加的方法對(duì)多能級(jí)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(chǎng)以及駐波非對(duì)稱疊加等對(duì)降低局域峰個(gè)數(shù)、提高原子在二維空間里的探測(cè)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(jí)Λ型原子系統(tǒng)上的探測(cè)場(chǎng)強(qiáng)度非常弱時(shí)，非相干泵浦場(chǎng)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(chǎng)的相位。當(dāng)原子通過(guò)相互正交的駐波場(chǎng)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(guò)測(cè)量探測(cè)場(chǎng)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(zhǎng)原子局域化。原子在單個(gè)駐波波長(zhǎng)范圍內(nèi)的探測(cè)幾率能夠達(dá)到100％。
　　2.基于外加靜磁場(chǎng)的相干控制獲得二維亞半波長(zhǎng)原子局域化。在近閉合三能級(jí)八原子系統(tǒng)中，我們將靜磁場(chǎng)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(jí)之間，構(gòu)成閉合環(huán)形結(jié)構(gòu)。在探測(cè)場(chǎng)和靜磁場(chǎng)滿足弱場(chǎng)近似以及三光子共振條件下，由于駐波場(chǎng)的空間調(diào)制作用，相位敏感的原子的上能級(jí)粒子布局分布與

4、空間位置相關(guān)。在靜磁場(chǎng)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(chǎng)疊加高效地局域三能級(jí)梯形原子。如果我們僅僅是簡(jiǎn)單地選取一對(duì)正交的駐波場(chǎng)，三能級(jí)梯形原子的Autler-Townes自發(fā)輻射譜在二維空間里表現(xiàn)出對(duì)稱結(jié)構(gòu)，原子的探測(cè)幾率只能達(dá)到50％。因此，我們對(duì)駐波場(chǎng)進(jìn)行相干疊加處理，即沿著每個(gè)方向上的駐波場(chǎng)都是兩個(gè)駐波場(chǎng)相互疊加形成的。當(dāng)沿著同一方向傳播的兩