銣原子雙共振光抽運光譜及其應(yīng)用.pdf

1、原子激發(fā)態(tài)間的光譜具有無多普勒展寬的優(yōu)點，不僅在精密測量、多光子激光冷卻與俘獲等領(lǐng)域具有重要作用，而且對一些實用化的二級頻率標準的研究發(fā)展也具有重要意義。但通常情況下，由于原子遵循玻爾茲曼分布，原子在激發(fā)態(tài)的布居數(shù)極少。傳統(tǒng)光學(xué)雙共振(OODR: Optical-Optical Double Resonance)技術(shù)是獲得原子激發(fā)態(tài)間光譜的有力工具，在理論和實驗方面均早已得到深入研究和廣泛應(yīng)用。但在某些原子體系中，由于中間態(tài)的自發(fā)輻射率

2、較大，致使譜線的信噪比較低。而新型的雙共振光抽運(DROP: Double-Resonance Optical Pumping)技術(shù)，是通過探測基態(tài)原子布居數(shù)在雙光子光抽運條件下的變化來反映激發(fā)態(tài)間的躍遷光譜，與OODR相比具有平坦的背景和高分辨率的優(yōu)點。本文主要對以下幾個方面進行了研究:
　　(1)對銣原子5P3/2-4D3/2(4D5/2)的DROP光譜和OODR光譜進行了實驗研究對比，獲得了高分辨的激發(fā)態(tài)間的光譜。
　

3、　(2)研究了光場偏振組態(tài)、功率、光路調(diào)整狀態(tài)（同向和相向）對DROP光譜特性的影響。在此基礎(chǔ)上，選擇了合適的實驗參數(shù)來獲得高信噪比、窄線寬的87Rb5P3/2-4D3/2(4D5/2)間的DROP譜線。
　　(3)利用激發(fā)態(tài)87Rb5P3/2(F'=3)-4D3/2(F"=3）的躍遷線對1529nm的光柵外腔半導(dǎo)體激光器進行了無頻率調(diào)制激光穩(wěn)頻。當(dāng)采用抽運光和探測光相向傳輸情況下的DROP光譜技術(shù)對激光器鎖頻后，300 s典型的

4、殘余頻率起伏約為650kHz，與同向傳輸情況下的OODR光譜及DROP光譜穩(wěn)頻相比，激光器的頻率起伏有了顯著的改善。探索建立一種可用于密集波分復(fù)用系統(tǒng)(DWDM: Dense Wavelength DivisionMultiplexing)光纖通訊C波段196THz附近的頻率標準，可望用于DWDM信道的校準。
　　(4)銣原子激發(fā)態(tài)間的超精細結(jié)構(gòu)分裂一般很小，使得采用普通的光譜學(xué)技術(shù)很難進行精確測量。我們在獲得高信噪比、窄線寬的D