铯原子磁光阱与光抽运光谱的实验分析

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1、万方数据Letterofcommitment．⋯⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．34Authorizationstatement⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯：；!；万方数据中文摘要又摘要根据半导体激光器的基本原理，我们设计并制作了光栅外腔半导体激光器；建立了铯原子磁光阱系统，实现了中性铯原子的冷却与俘获：研究了常温下气室中铯原子D2跃迁线的光抽运光谱，并从其形成的物理机制、具体应用等各个方面进行阐述介绍。具体的工作如下：一，借鉴商用光栅

2、外腔半导体激光器设计结构并结合自身的实验条件和所需要求，自行设计、组装、调试了光栅外腔半导体激光器并实现了激光器稳定的单模输出。该激光器的工作在铯原子D2线附近，输出的波长稳定在852．3nm，连续调谐范围约在3GHz。二，建立了铯原子磁光阱系统。自行设计并建立了真空系统，真空度为l×10。7Pa；利用两台半导体激光器建立了实现铯原子磁光阱的激光系统，通过饱和吸收技术实现冷却光的负失谐锁定，自制的半导体激光器作为再抽运光。实现了中性铯原子的冷却与俘获。三，研究了常温下气室中铯原子D2跃迁线的光抽运光谱。两束空间重合偏振垂直的线偏振光在铯原子气室中同向传输，铯原子气室对确定频率的探测光

3、的吸收会随着抽运光频率的改变而增强或减弱，从而形成光抽运光谱。分析了铯原子基态62Sl／2至激发态62p3／2超精细能级间的光抽运过程，研究了形成铯原子D2线跃迁相关的几种光抽运光谱的物理机制。由于无多普勒背景的干扰，线宽对光场和环境因素改变更加灵敏，探测光或抽运光强度导致的谱线加宽非常明显，实验上观察到了谱线在低功率下的强度展宽。其中，创新点是在研究抽运探测(pump—probe)光谱的时候，大多数研究者是采用扫描探测光频率的方法，而我们是则与此相反，将抽运光进行连续扫描。除此之外，我们在实验过程中，尽力消除多普勒背景的影响，以至可以将其影响忽略不计。关键词：原子的激光冷却与俘获；

4、半导体激光器；磁光阱；光抽运光谱万方数据II万方数据ABSTRACTAccordingtothebasicprinciplesofthesemiconductorlasers，wehavesuccessfullydesignedandproducedagratingexternalcavitysemiconductorlaser；wehaveestablishedthemagneto—opticaltrapsystemandrealizedthecesiumatom’Scoolingandtrapping．Inaddition，wealsostudiedtheopticalpumpi

5、ngspectrumofCesiumD2transitionlineusingthehome-madelaser．Westudiedthephysicalmechanismsandapplicationsoftheopticalpumpingspectrum．Thethesismainlyincludesseveralparts：First，Onthebasisofcommercialgratingexternalcavitydiodelaser’Sstructureandourrequirements，wehavedesignedandassembledagratingextern

6、aicavitydiodelaserwhichachievedastablesinglemodeoutput．ThelaserworkswellinthevicinityofCesiumDElinewiththeoutputwavelengthstabilityin852．3nmandcontinuoustuningrangeofabout3GHz．Second，weestablishedexperimentalapparatusforlasercoolingandtrapping．Wedesignedandestablishedavacuumsystem．TheCesiumdisp

7、ens；ersareconnectedtothecollectioncell．Typically,thecollectioncellpressureisaboutI×10～Pa．Wehavedevelopedasemiconductorlasersystemusingtwoexternalcavitydiodelasers(ECDLs)whicharelockedtocertainatomictransitionsignalbyuseofsaturated