用于受激Raman绝热输运过程的光源的产生及应用

论文摘要

受激Raman绝热输运(Stimulated Raman Adiabatic Passage,以下简称STIRAP)是一种有效制备和控制原子态的技术,在原子量子态布居数的转移、原子态的制备、确定性单光子源的产生等方面有重要的应用,最近几年得到广泛关注。研制用于特定原子的Raman激光是实现该过程的重要一步。在已有的文献中我们得知Raman激光的制备有四种方法：声光调制器调制光场、半导体激光器的电流调制、两台激光器频差的锁定、电光调制器调制光场。在经过了比较并结合我们自己实验上的具体需求之后,我们选择了电光调制器调制光场并用两个特殊设计的干涉滤波器获得Raman激光的方法。本文在制备Raman激光方面展开了一些研究,主要工作如下：1.制备了温控共振频率可调谐的干涉滤波器,测量了此干涉滤波器的自由光谱区18.19GHz及线宽505MHz,与设计上的要求基本一致。2.利用电光波导位相调制器及制作的干涉滤波器得到了连续的Raman激光,成功地分离出频率相差9.19GHz的调制边带,边带与载波的对比度达到21dB,两个边带各自的功率为120μW。3.利用电光波导振幅调制器及任意函数发生器制备了光强以三角波形式变化、周期为2μs的脉冲Raman激光。4.探测到了原子落入光学微腔的透射信号,并以此信号分析了磁光阱中初始时刻的冷原子团的温度。在研究原子与倾斜的高阶腔模的相互作用方面确定了原子质心的轨道,在离轴方向上的精度达到100nm。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 Raman激光介绍及应用
• 1.2 本文的工作安排
• 第二章 制备Raman激光的方法
• 2.1 基于Raman激光的理论
• 2.1.1 原子量子态相干布居数的转移
• 2.1.2 量子光资源的产生
• 2.2 产生Raman激光的方法
• 2.2.1 声光调制器调制
• 2.2.2 半导体激光器电流调制
• 2.2.3 电子锁相回路
• 2.2.4 电光调制器调制
• 2.3 本章小结
• 第三章 Raman激光的系统设计与特性研究
• 3.1 温控共振频率可调谐干涉滤波器
• 3.1.1 干涉滤波器的透射率
• 3.1.2 干涉滤波器的设计思路及参数选定
• 3.1.2.1 机械系统设计
• 3.1.2.2 参数选定
• 3.1.3 干涉滤波器参数的测量
• 3.1.3.1 随温度变化的透射
• 3.1.3.2 自由光谱区及线宽的测量
• 3.2 电光波导位相调制器特性研究
• 3.2.1 位相调制器结构及工作基本原理
• 3.2.2 位相调制器调制深度的分析
• 3.3 连续Raman激光的制备
• 3.3.1 实验装置的设计及搭建
• 3.3.2 实验结果及分析
• 3.4 脉冲Raman激光的制备
• 3.4.1 电光波导振幅调制器结构及原理
• 3.4.2 任意函数发生器波形的产生
• 3.4.3 实验装置及实验结果与分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 Raman激光用于单原子操控的实验进展
• 4.1 原子落入光学微腔信号的探测与分析
• 4.1.1 原子落腔信号实时探测的系统
• 4.1.2 实验结果及分析
• 4.2 Raman激光器用于单光子源产生的实验方案
• 4.3 本章小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间完成的论文
• 致谢
• 个人情况与联系方式