超冷原子注入的micromaser的光譜性質(zhì).pdf

1、上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文超冷原子注入的micromaser的光譜性質(zhì)姓名：儲(chǔ)開芹申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：光學(xué)指導(dǎo)教師：張智明2002.1.1——． 些! 坐墮T H E S P E C T R U M o F T H E M l C R O M A S E RI N J E C T E D W I T H U l J T R A C o L D A T o M SA B S T R A C TT h es p e c t r u mo

2、ft h e m i c r o m a s e ri n j e c t e d w i t hu l 仃a c o l d a t o m si ss t u d i e d ．w ef i n dt h a t 、i nt h ec a s eo f u l t r a c o l da t o m s 、t h es p e c t r u mo f t h em i c r o m a s e rj s r e l a t e

3、 dw i t ht h ec a v i t yl e n g t hw h i l ei nt h et h e r m a la t o m sc a s e a n d l a s e r c a s e ．t h e s p e c t r u m i s r e l a t e d t o t h e i n t e r a c t i o n t i m eb e t w e e nt h ea t o ma n dt h

4、 e c a v i t y ．F u r t h e r ，w es y s t e m a t i c a l l y s t u d yt h es p e c t r u mo ft h em i c r o m a s e ri n j e c t e dw i t hu l t m c o l da t o m sa c c o r d i n gt ot h ed i f f e r e n tC M m o m e n

5、t u m o f a t o m s ．d i f f e r e n te n e r g yI e v e ls t r u c t u r e so fa t o m s ，d i f f e r e n c t a t o m i c c o h e r e n c e ，d i f i e r e n t c a v i t y t e m p e r a t u r e ．O u rc o n c l u s i o n

6、sa r e a sf o f l o w s ：1 ．Ⅵ礓e nt h eC M m o m e n t u m o f t h ea t o m s r e d u c e s ．t h ew a v e c h a r a c t e ro f也ea t o mw i l lb e c o m em o r eo b v i o u s ．T h el i n ew i d t ho f t h es p e c t r u mw

7、 i l la l s ob es h o r t e ra n dt h ef r e q u e n c ys i f t f t s m a l l e r ．I nt h eu l t r a c o l da t o m1 i m i t ．f o rc a v i t i e so fm o s tl e n g t h s ．t h el i n e w i d t ha n df r e q u e n c ys h i

8、 f to f t h es p e c t r u mi sv e r ys m a l l ．B u tw h e n t h el e n g t ho f t h ec a v i t ys a t i s f i e sc e r t a i nc o n d i t i o n s ，t h ea t o m s r e s o n a t ew i t h t h ec a v i t ys o t h e r ea r

9、es h a r pp e a k s i nt h ec u r v eo f t h el i n ew i d t h v e r s u st h ec a v i t yl e n g t h ．W i t hp r o p e rc a v i t yl e n g t h ．w ec a l lg e t1 a r g em e a n p h o t o nn u m b e ro ft h em i c r o m a

10、 s e rw i t hs m a l ll i n e w i d t ha n df r e q u e n c ys h i f t ．W h e nt h ei n j e c t e da t o m sa r ei n 也ee i g e n s t a t e so rt h e r ea r en op h a s ed i f f e r e n c ea m o n g t h ec o m p o n e n t

11、 so f t h es u p e r p o s i t i o ns t a t e s ，t h ef r e q u e n c ys h i f tw i l lb ez e r oa t 也er e s o n a n c ec a v i t yl e l l g t ha n dc h a n g ei t s d i r e c t i o na tt w os i d e s o ft h er e s o n a

12、 n c e c a v i t y I e n g t h ．O t h e r w i s e ．t h ef r e q u e n c ys h i f tw i l la l s op e a k a tt h e r e s o n a n c ec a v i t y l e n g t h ．2 ．D i f f e r e n t e n e r g Y l e v e l s t r u c t u r e s o

13、f t h e a t o m s l c a d t o d i f f e r e n ti n t e r a c t i o n sb e t w e e n t h ea t o ma n d 也e c a v i t ya n d t h u sl c a dt od i f f e r e n tf e a t u r e so f t h ef i e l ds p e c t r u m ．F o r t h e t

14、w o - l e v e la t o m c a s e ．o n ep h o t o np r o c e s sa n dt w o - p h o t o np r o c e s sw i l lh a v ed i f f e r e n tr e s o n a n c ec a v i t y1 e n g t ht h o u g ht h e i rm e a l ] p h o t o nn u m b e r

15、 s ．1 i n e w i d t h sa n df r e q u e n c ys h i f t sa r es i m i l a rt oe a c ho t h e r ．F o r 也et h r e e - l e v e la t o mc a s e ．d u et ot h ea t o m i cc o h e r e n c e ．t h e1 i n e w i d 也a n df r e q u e

16、n c ys h i f tc a nb ee v e ns m a l l e r t h a n 也a to f t h et w o - l e v e la t o m ．3 ．D i f f e r e n ta t o m i cc o h e r e n c ew i l li n f l u e n c et h ei n t e r a c t i o nb e t w e e nt h ea t o ma n dt

17、h ef i e l d ．F o rt h ev ．t y p ea t o mc a s ea n d A —t y p ea t o mc a s e ，t h e r e c o u l d b e n o t o n l y t h e e n h a n c i n g i n t e r f e r e n c e b u t a l s o 也er e d u c i n g i n t e r f e r e n c