椭圆偏振光对CPT原子频标的影响.pdf

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1、士时：椭剀偏振)Lt,ICPT原子频标的影响目录摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3Abstract．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4第一章引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一6弟一早与l石⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一j。lCPT现象及其应用6】．2CPT现象在原子频标方面的应用及发展近况⋯⋯⋯～⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．

2、61．2lCPT原子频标(钟)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯～⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6】．2．2CPT原子频标的研究近况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．7】．3本论文的主要工作⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7第二章原子频标的基本理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯92．1原子与光场相互作用的哈密顿量⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯92，2偶极近似⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．102．3椭圆偏振光⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯～⋯⋯⋯⋯⋯．1】2．4A一型三能级原子的相干布居囚禁现

3、象⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯】225原子与光场相互作用的密度矩阵⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯～⋯⋯⋯⋯．132．6八～型三能级原子的密度矩阵方程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯J527CPT原子频标的工作原理及基奉结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯．．】7271被动型CPT原子频标的基本结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯¨¨⋯⋯⋯⋯⋯．．172．7．2主动型CPT原子频标的基小结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯18第三章椭圆偏振光对钾R4CPT原子频标的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．203．I椭圆偏振光与盯Rh原子的相互作用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

4、⋯．．⋯⋯．．203．2彦：O时，椭圆偏振光对铷CPT原子频标的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯233．21眵=0时，相二F项及布居项的表达式⋯⋯．，⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯23322B一：0时，铷CPT原子频标荧光信号的变化情况⋯～⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯24323房：0时，铷CPT原子频标微波信号的变化情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．293．24屡=0且△o=1000．r一1时，铷CPT原子频标输出信号的变化情况⋯⋯⋯⋯，33扬州I大学硕士学位论文3．3矽≠0时，椭圆偏振光对铷CPT原子频标的影响3．3．1矽≠0时，相干项及布居项的表达式3．3．

5、2汐≠0时．铷CPT原子频标荧光信号的变化情况3．3．3侈≠0时，铷CPT原子频标微波信号的变化情况3．4本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯第四章椭圆偏振光对mCsCPT原子频标的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯414．1椭网偏振光与”10原子的相互作用4．2矽=0时，椭圆偏振光对铯CPT原子频标的影响4．2．1步=0时，铯CPT原子频标荧光信号的变化情况4．2．2侈=0时，铯CPT原予频标微波信号的变化情况4．3汐≠0时，椭圆偏振光对铯CPT原子频标的影响43．】侈≠0时．铯CPT原子频标荧光信号的变化情况4．32彦≠0刚‘，铯CP

6、T原子频标微波信号的变化情况第五章总结与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．54参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．55附录⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．59致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．61攻读学位期间发表的学术论文目录⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．62扬州大学学位论文原创性声明和版权使用授权书⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一63S√68O"弱弘粥∞驯钙钉如亚弱摘要CPT原子频标是一种利用激光与原子的三能级系统相互作用产生的相干布居囚禁机制实现的一一种具有高精度、小体积、

7、低功耗且计时准确的高精度计时工具。由于其具有简单的结构、较高的频率稳定度及精准度等优点，在国防、商业、民用等多种领域均有较高的应用价值。CPT原子频标的光学部分采用九／4波片实现将线偏振激光转换成圆偏振光。然而在实际应用中，由于仪器精度等原因可能会出现光偏振方向与波片的光轴夹角偏离45。的情形，而使得激光通过波片后将被转换为椭圆偏振光。由于CPT原子频标对激光的偏振和激光强度等参量的改变具有一定程度的依赖性，其稳定度及准确度会受到激光性能的影响。因此．本论文以量子光学中的原子跃迁理论为基础，采用半经典密度矩阵的方法研究原子与光场间的

8、相互作用，并通过数值模拟的方法，运用Mathematica软件绘制能够反映输出信号的二维及三维图形以便观察2j2具体分析，从而研究激光不同的椭圆偏振及各参量对CPT原子频标输出信号的影响。本文首先介绍了所涉及到的基本的理论基础，包括原