用于原子氣室中實(shí)施光存儲(chǔ)的高磁屏蔽腔的研制.pdf

1、光子是目前最快、最穩(wěn)定的信息載體，被廣泛應(yīng)用于通信科學(xué)和量子信息領(lǐng)域。那么對(duì)光子的操控能力的提升，對(duì)于信息技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展有極為重要的意義。利用電磁感應(yīng)透明現(xiàn)象實(shí)施光學(xué)信息處理是近年來的研究熱點(diǎn)。電磁感應(yīng)透明現(xiàn)象是一種重要的量子相干效應(yīng)。量子相干又稱為原子相干，是相干電磁場(chǎng)（靜電場(chǎng)、微波、激光等）與原子相互作用的產(chǎn)物。由于Zeeman效應(yīng)，原子在磁場(chǎng)的作用下會(huì)發(fā)生能級(jí)的分裂。如果磁場(chǎng)比較雜亂，能級(jí)間的躍遷頻率會(huì)變的不穩(wěn)定，從而影響原

2、子與光子的相互作用。因此去除雜散磁場(chǎng)的干擾就顯得尤為重要。靜磁屏蔽腔可以實(shí)現(xiàn)這一功能，從而為光子與原子的相互作用提供一個(gè)“干凈”的環(huán)境。本文圍繞量子信息存儲(chǔ)光學(xué)實(shí)驗(yàn)所需的高磁屏蔽腔展開工作，研制出符合要求的高磁屏蔽腔，并進(jìn)行了量子光學(xué)的有關(guān)實(shí)驗(yàn)。本論文的主要內(nèi)容概括如下：
　　第一，研究了靜磁屏蔽理論。在國家自然科學(xué)基金的資助下，根據(jù)量子光學(xué)實(shí)驗(yàn)的性能要求，自行設(shè)計(jì)研制一高磁屏蔽腔，采用三層嵌套結(jié)構(gòu)，使用具有高磁導(dǎo)率的坡莫合金作為

3、腔體材料。對(duì)研制的高磁屏蔽腔進(jìn)行了屏蔽性能測(cè)試：在地磁場(chǎng)強(qiáng)度（50000≈nT）下，腔體內(nèi)部磁場(chǎng)強(qiáng)度低于200nT的軸向長度達(dá)到了200mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于銣原子泡室的長度（51.5mm）。測(cè)試結(jié)果表明，自行設(shè)計(jì)研制的高磁屏蔽腔達(dá)到進(jìn)行量子光學(xué)有關(guān)實(shí)驗(yàn)的要求。
　　第二，基于自行設(shè)計(jì)研制的高磁屏蔽腔，進(jìn)行了有關(guān)的量子光學(xué)實(shí)驗(yàn)。首先對(duì)一種光與原子相互作用現(xiàn)象：光學(xué)偏轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)效應(yīng)，建立了量子理論模型。采用速率分布方程的方法分別對(duì)法拉第旋轉(zhuǎn)、光