铷原子蒸汽中基于电磁感应透明的双路光学存储

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光有着自然界中最快的传播速度,作为载体其传输和引导信息的的能力仍是其他物质所无法比拟的。在现代光学技术的发展下,对作为载体的光模式方面的研究方兴未艾。其中对光承载信息的有效存储与提取仍是科研上的难点与热点,而电磁感应透明技术应用的实现为光的操控提供了有力的手段,人们在努力完善这一技术的同时也在不断的推陈出新。本文在实验上研究了热铷原子蒸汽中基于电磁感应透明的双路光学存储过程。1.对双路光学存储中电磁感应透明效应的研究。介绍了与本论文相关的电磁感应透明现象的原理、应用与发展,作为实验的研究背景,讨论了铷原子蒸汽作为作用介质的优劣点。详细叙述了不同能级失谐时双光路作用下的85Rb和87Rb两个同位素原子中所产生的电磁感应透明现象,得出结论:在同一铷原子蒸汽中85Rb原子实现的电磁感应透明效果较87Rb要差很多。这主要是因为在85Rb原子中的控制场作用在了非预期的其它的原子能级跃迁上,同时还与多普勒效应产生的激发态“位移”能级发生了共振。而对比分析后还可以得出铷原子(85Rb和87Rb)蒸汽中能级的失谐越小探测场产生的电磁感应透明的效果就越好,这也是由于蒸汽中强烈的能级多普勒非均匀加宽所导致的。不过电磁感应透明窗口位置的调整和频移也正是仰赖于这些原子蒸汽中剧烈的原子热运动以及能级的非均匀加宽现象。2.基于电磁感应透明的双路光学存储的实验分析。主要介绍了在双光路中所实现的光学存储的实验,仅对原子能级中存在较大失谐的情况进行了分析,通过铷原子中的多普勒加宽现象我们于实验中选择在双路探测场信号对应的同一频率处实现电磁感应透明并进行光学存储。实验中发现,探测场信号脉冲的能量有一部分被转移用来产生四波混频信号,这种能量的转移给光学存储的效果带来了很大的负面影响。虽然样品池温度的提高可以带更大的光学深度,但是由此产生的四波混频效应也会更加显著,尤其是在85Rb原子中,其原子能级结构更有利于产生四波混频效应,这一现象与其它文献中的结论基本相符。我们通过这一系列实验验证了在电磁感应透明下进行双路光学存储的可操作性,提出了一个新的光学存储的实验方案,为后继的光学存储的研究提供了支持。
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