外加磁场对简并二能级原子系统相干特性的影响

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1、第(&卷第’’期%""(年’’月物理学报V=:3(&，U=3’’，U=I27W2X，%""(’"""Q#%N"*%""(*(（&’’）*("N#Q"(/S0/,T1).S/).U.S/!%""(S<9E3,

2、收到修改稿）在铯原子简并二能级系统中$)’*%!+&—$,#*%!’+(的循环跃迁上获得了电磁感应吸收（-./）峰，并研究了轴向均匀磁场对二能级系统相干效应的影响，即存在轴向均匀磁场时，观测到在铯原子$)’*%!+&—$,#*%!’+(跃迁频率处-./和电磁诱导透明（-.0）的混合结构，在合适的实验条件下，其结果与12等（%""%）的理论分析相一致3关键词：电磁感应吸收（-./），铯原子，简并二能级系统!"##：#%4"，#(’"5场的作用使原子相干特性发生变化，导致了探测光’F引言电磁感应吸收信号和透明相混合的结果3本文从实验上研究轴向磁场对简并二能级

3、系统量子相干特性在光与原子的相互作用中有重要电磁感应吸收的影响3当抽运和探测激光作用于铯的作用3例如，由于光与原子作用的相消干涉导致了原子的$)’*%!+&—$,#*%!’+(的跃迁，在补偿地磁［’］电磁感应透明（-.0）和相长干涉导致的电磁感应场的条件下获得了电磁感应吸收信号3在铯原子蒸［%］吸收（-./）3由于电磁感应透明和吸收在量子光学气池中增加一轴向磁场，铯原子基态$)’*%!+&和激［#，&］和非线性光学如超慢和超快光群速度、光脉冲的发态$,#*%!’+(发生M2278E分裂，使得电磁感应吸［(］存储和量子开关等领域具有广泛的应用前景，所收信号

4、发生变化，形成了吸收和透明相混合的实验以关于光与原子的相互作用的实验和理论成为近年结果，选择合适的实验条件，其结果与文献［N］的理来人们研究的热点3论分析相符合3［$］G8;8EH@2I提出了在简并二能级系统中实现电［6］磁感应吸收的理论，/JB:@<9E小组利用两束相干%F实验原理和装置光分别作为抽运光和探测光在铷原子蒸气中实现了电磁感应吸收，之后关于电磁感应吸收对抽运光强实验中涉及到的跃迁是铯原子$)’*%!+&—$,#*%度、磁场以及相干光束偏振特性的依赖关系在铷原!’+(的跃迁3当没有外加磁场并补偿地磁场的条［4］子蒸气中作了详细的研究3对于碱金

5、属原子的件下，铯原子基态$)’*%!+&和激发态$,#*%!’+(的!K"!2+!KL’跃迁，形成简并的封闭二能级系超精细能级的M2278E子能级各自是简并的，如图’L统，正是在这个简并二能级系统中观察到了电磁感（8）所示3在!圆偏振的抽运光作用下，M2278E子应吸收信号3然而!K"!2+!KL’跃迁对应的基态能级间的光抽运效应使绝大多数铯原子处于"!+和激发态具有许多简并的M2278E子能级，特别是存L&和"!O+L(两个M2278E态3可用简化的L在轴向磁场时，磁场的作用使简并的M2278E能级分P#〉QP$〉QP%〉QP&〉四能级E型系统与!圆偏

6、振抽［N］运光及!R圆偏振的弱探测光作用的模型来描述3当裂，从而对电磁感应吸收信号产生一定的影响312从理论上利用密度矩阵方程分析了轴向磁场对简并存在均匀的外加轴向磁场时，$)’*%!+&和激发态二能级系统电磁感应吸收的影响，得出了由于外磁$,#*%!’+(的超精细能级的M2278E子能级发生分!国家自然科学基金（批准号：’"’6&"&6）和山西省青年科学基金（批准号：%""#’""&，%""&’"’#）资助的课题。!-789:：;<8=>7?@AB32CB3DE37L0物理学报30卷裂，形成如图!（"）所示的四能级#型系统$图中的为.，这样在没有外加磁

7、场时，相关的’(()*#子!F两条水平虚线表示没有外场时的基态和激发态，实能级处于简并的状态$线表示由于轴向磁场的作用使相应的%!〉&%"〉&%#〉&%$〉四个’(()*#态发生了相应的频移$图!相关的能级结构（*）没有外加磁场时铯原子基态+,!-.%/0和激发态+12-.%’/3超精细能级的’(()*#子能级是简并的（$"）存在均匀外磁场时的四能级#型系统模型$两条水平虚线表示零场时的基态和激发态，’(()*#效应使%!〉&%"〉&%#〉&图.实验装置图（粗实线表示抽运光，细实线表示探测激光$%$〉四个’(()*#态均发生了频移1E表示探测器，,D,为

8、用于频率标准的饱和吸收光谱，15,为偏振分光棱镜，GA1为四分之一波片，"B为左