铯原子_型塞曼子能级结构中的电磁诱导透明

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1、中国激光第32卷第1期2005年1月Vol.32,No.1January,2005CHINESEJOURNALOFLASERS文章编号:025827025(2005)0120016205铯原子Λ型塞曼子能级结构中的电磁诱导透明3王彦华,王军民,闫树斌,刘涛,张天才(山西大学光电研究所量子光学与光量子器件国家重点实验室,山西太原030006)摘要采用左旋和右旋圆偏振光分别作为探测光和耦合光,作用于铯原子62S1/2F=3262P3/2F=2简并二能级系统,借助探测光的吸收光谱观察到了由简并二能级中Λ型塞曼子能级结构导致的电磁诱导透明(EIT)现象。同时研究了不同耦合光的强度和

2、失谐对电磁诱导透明的影响。由于在多普勒展宽背景下圆偏振光对塞曼子能级间的光抽运,从而不同塞曼子能级上布居出现明显的差异,电磁诱导透明的作用程度有所不同。而且对于在扫描探测光频率时由于存在速度选择机制使探测光通过铯气室后的吸收谱线发生的畸变作了定性分析。关键词量子光学;电磁诱导透明;铯原子;简并二能级系统;Λ型塞曼子能级中图分类号O431.2文献标识码AElectromagneticallyInducedTransparencyinΛ2TypeZeemanSublevelsofCesiumAtomsWANGYan2hua,WANGJun2min,YANShu2bin,LIUT

3、ao,ZHANGTian2cai(StateKeyLaboratoryofQuantumOpticsandQuantumOpticsDevices,andInstituteofOpto2Electronics,ShanxiUniversity,Taiyuan,Shanxi030006,China)AbstractEmployingtwolasersasthecouplingandprobefieldswhichhaveoppositecircularpolarization(σ+andσ-),electromagneticallyinducedtransparency(EI

4、T)inΛ2typeZeemansublevelsofcesium62S1/2F=3262P3/2F=2degeneratetwo2levelsystemhasbeendemonstratedviaprobeabsorptionspectra.Theeffectoftheintensityanddetuningofdifferentcoupling.LaseronEIIwasalsoinvestigatedinexperiments.WithintheDopplerbackground,opticalpumpingamongZeemansub2levelsandthepop

5、ulationofdifferentZeemansub2levelscandominatetheintensityofEITeffect.Andthephysicalreasonoftheruggedspectraarepresentedqualitatively.Keywordsquantumoptics;electromagneticallyinducedtransparency;cesiumatom;degeneratetwo2levelsystem;Λ2typeZeemansublevels[5,6](EIA)等效应成为量子光学近年来研究的热点。1引言电磁诱导透明从

6、理论和实验上已进行了广泛的研究,形成的群速度小于光速的介质还可以实现光存储[7,8],将会有广阔的应用前景。而电磁诱导吸收相对于电磁诱导透明则表现出相反的属性,具有超相干布居俘获(CPT)[1]的提出与实验实现,为相干光场与原子相互作用的研究开辟了一个新的领域。同相干布居俘获相关的电磁诱导透明(EIT)[2,3]、无反转光放大(AWI)[4]、电磁诱导吸收[9]光速的群速度和长寿命的相干效应,也逐步得到收稿日期:2004203218;收到修改稿日期:2004206228基金项目:国家自然科学基金(60178006,10374062),山西省自然科学基金(20021030)和

7、山西省回国留学人员科研经费资助项目。作者简介:王彦华(1976—),男,山西临汾人,山西大学光电研究所博士研究生,主要从事半导体激光技术、相干光谱及冷原子物理等方面的实验研究工作。3通信联系人。E2mail:wwjjmm@sxu.edu.cn重视。对电磁诱导吸收的实验研究主要是针对碱金属原子D2线Fg到Fe=Fg+1的简并二能级循环跃迁[5,6,9,10]。随着耦合光的光强增大,在电磁诱导吸收增强峰的内部还出现了吸收减弱的凹陷[11],其深层的物理机制尚不是很清楚。事实上光场同原子的相互作用首先是在二能级原子模型上