多能级系统完全布居转移和多末态叠加的探讨

摘要

受激拉曼绝热通道(STIRAP)是一种运用两束或两束以上部分重叠的激光来诱导原子或分子中电子布居转移的方法，已经成功得推广到多能级系统。本文主要讨论两个问题： 其一，讨论Lambda模式的多能级(五能级、七能级、九能级)系统中怎样通过改进的STIRAP减少中间态在绝热过程中的布局数来实现完全布局转移。在受激拉曼绝热过程中，将会出现大量的布局数在中间能级，如果这些能级自发辐射到其他能级，这对于完全布局转移是非常不利的。在本文中我们将提出一种新奇的方法来减少在绝热过程中中间态的布局数。用这种方法，即使中间态自发辐射到其他能级，也能实现完全布局转移。 其二，讨论了通过受激拉曼绝热通道技术实现多末态的叠加。文中采用数值模拟的方法系统地分析了单中间态对应多末态、多中间态分别对应单态以及两者的混合情况，使斯托克斯激光和泵浦激光保持STIRAP的顺序，只要控制斯托克斯激光和泵浦激光的强度就可以实现多能及系统的任意末态的叠加。还给出了氖原子的实验验证。 本文解出了上述各种情况的解析解，分析了布局转移或产生叠加态的过程．并且给出了数值模拟结果，证明了理论分析结果的正确性，也证明了我们提出的方案的可行性。对于各种情况都要求双原子共振和满足绝热条件。

目录

文摘

英文文摘

声明

1引言

2基本理论

2.1三能级系统的完全布局转移

2.2两末态叠加的四能级系统

3运用改进的STIRAP实现多能级系统的完全布局转移

3.1五能级系统

3.2七能级系统

3.3九能级系统

4多能级系统多末态的叠加

4.1单个中间态的Λ系统

4.2多个中间态的Λ系统

4.3混合情况的Λ系统

4.4氖原子的实验验证

5结论

参考文献

致谢