有效二维原子局域的理论研究

摘要

本文理论研究了多能级原子系统中的有效二维原子局域行为，即研究了处于两正交驻波场中的运动原子的局域行为。经理论推导及数值模拟，我们发现局域峰的分布主要取决于光场与原子跃迁间的失谐量、光场拉比频率的大小、所选原子能级结构、以及驻波场之间和驻波场与相干光场之间的耦合作用。本文主要内容有:
　　 1.详细展示了采用光与物质相互作用的半经典理论来处理原子对光场的吸收和色散等相关问题的方法，并介绍了拉普拉斯变换和终值理论等。
　　 2.具体研究了在五能级M型原子系统中通过检测探测光的吸收光谱来获得原子局域的信息。结果发现耦合一微波场到其中一禁戒跃迁使原子系统具有循环结构，运动原子可以局域在两正交驻波场中的特定位置，即可以实现有效二维原子局域。此外，在四能级倒Y型原子系统中，通过检测自发辐射光子来研究二维原子局域行为。我们发现当两正交驻波场同时驱动同一原子跃迁时，选择合适的系统参数（如真空场失谐量和初始布居分布）可以实现精确二维原子局域。
　　 3.介绍了一种新型耦合方法用来实现有效二维原子局域，具体做法为耦合相干光场到驻波场所驱动的原子跃迁（即将同频率的相干光场和驻波场的组合用来驱动同一原子跃迁）使得有效二维原子局域得以实现。主要在四能级Y型原子系统中采用此耦合方法实现了有效二维原子局域，同时在简化的梯形三能级原子系统中也实现了有效二维原子局域。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 研究现状

1．2 本文的主要内容及创新

第2章 理论基础

2．1 光与原子相互作用的半经典理论

2．2 全量子理论

2．3 拉普拉斯变换及终值定理

第3章 运动原子的有效二维原子局域

3．1 引言

3．2 在M型原子系统中的有效二维原子局域

3．2．1 模型和方程

3．2．2 结果和分析

3．3 在倒Y型原子系统中的有效二维原子局域

3．3．1 模型和方程

3．3．2 结果和分析

3．4 本章小结

第4章 新型耦合方式实现有效二维原子局域

4．1 模型和方程

4．2 结果与讨论

4．3 本章小结

第5章 论文总结及展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果