摘要 近年來 原子電磁感應(yīng)透明(ETT)和相干布局俘獲(CPT) 已有相當(dāng)多的報(bào)道，在三能級(jí)A型系統(tǒng)中，雙光場(chǎng)能夠誘導(dǎo)原子基態(tài)相干并且導(dǎo)致吸收減少 。從實(shí)驗(yàn)上研究了A型 Cs 原子氣固界面反射光譜中的暗共振現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)中將 Cs 原子蒸氣加熱到 150攝氏度左右，抽運(yùn)光調(diào)諧到
附近，探測(cè)光在
，并以近垂直人射到 Cs 爐表面，實(shí)驗(yàn)中觀察并討論了抽運(yùn)光在不同強(qiáng)度和失諧情況下探測(cè)光選擇反射光譜中的暗共振結(jié)果可知在大的抽運(yùn)光強(qiáng)的作用下，亞多普勒結(jié)構(gòu)的反射光譜在共振位置出無多普勒效應(yīng)的原子相干，以及原子-器壁碰撞，長(zhǎng)程原子-器壁相互作用，器壁表面原子速度分布有一定的意義。
關(guān)鍵詞 盤子光學(xué)，選擇反射光譜;暗共振;原子相干
1 引言
二能級(jí)系統(tǒng)氣固界面的選擇反射(SR) 光譜近年來已有大量的理論和實(shí)驗(yàn)研究[1] 其中包括監(jiān)測(cè)氣固界面的反射系數(shù)與氣體介質(zhì)的依賴關(guān)系。光在氣固界面的反射光譜發(fā)生在氣體原子距離界面波長(zhǎng)量級(jí)的范圍內(nèi)，在正人射條件下原子與表面的碰撞導(dǎo)致了 SR 信號(hào)的亞多普勒結(jié)構(gòu)，這是由于原子在離開表面時(shí)已經(jīng)與界面相五作用導(dǎo)致去激發(fā)，這種效應(yīng)已經(jīng)被用來探測(cè)介質(zhì)表面原子與氣體原子的范德瓦爾斯相互作用力 ，或用來估算吸收線的壓力展寬及頻移能級(jí)原子系統(tǒng)在監(jiān)測(cè)近表面原子的動(dòng)力學(xué)行為給予了新的方法和新的可能 Amy-klein 等通過探測(cè)反射光譜研究了階梯型 能級(jí) Cs 原子系統(tǒng)折射系數(shù)的變化 Le Boiteux 等從實(shí)驗(yàn)和理論上研究了不同人射角度時(shí)的 能級(jí)原子的選擇反射光譜 Gross 等研究了 Rb 原子中 SR 光譜中的速度選擇光抽運(yùn)應(yīng)[4] 本文從實(shí)驗(yàn)上研究了 能級(jí) 型原子的反射光譜的暗共振現(xiàn)象。
2 實(shí)驗(yàn)裝置
實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示 抽運(yùn)激光器為鐵寶石 (Coherent MBR 100) 產(chǎn)生的線偏振光搞合到 Cs 原子
躍遷附近 探測(cè)光由外腔式二極管激光器(New Forcus 6000)輸出，自由運(yùn)轉(zhuǎn)
線寬小于 500 kHz(=50 rns) 兩激光束近垂直人射 Cs 爐表面， Cs 爐溫度保持在 150 'c左右，其原子密度約為 2x10 14/cm ，以保證高的信噪比 飽和吸收光譜作為頻率參考，弱探測(cè)光的吸收信號(hào)由雪崩極管(Ham natus Si APD s3884) 接收，輸出電信號(hào)由數(shù)字示波器采集 探測(cè)光的直徑約為1. mm，遠(yuǎn)小于抽運(yùn)光直徑(約為 4mm) ，這樣有利于抽運(yùn)光和探測(cè)光的有效重合 探測(cè)光功率約為 1mW。
3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
實(shí)驗(yàn)涉及的原子能級(jí)如圖2 所示，
為基態(tài)， Ib> 為激發(fā)態(tài)，γ/2 為躍遷弛豫率，T/2為基態(tài)間的非輻射弛豫率， ω1為間的躍遷頻率， ω2為間的躍遷頻率 典型的反射光譜及暗共振，如圖 3所示，探測(cè)光掃描于躍遷線(68ω(F=3) 6P:yJ 附近，抽運(yùn)光共振于 F=4 F'=3 上，圖 3(a) 為無抽運(yùn)光時(shí)的反射光譜，呈現(xiàn)近色散型的光譜結(jié)構(gòu)，圖3（b）為暗共振光譜，在躍遷 F=3 F'=3 的位置上探測(cè)光出現(xiàn)明顯的吸收減小，透明峰半寬約為 7 MHz，在 F=3 F'=2 F=3 F'=4 光譜線寬出現(xiàn)明顯的展寬 為抽運(yùn)光功率改變時(shí)的暗共振光
譜。當(dāng)抽運(yùn)功率增加時(shí)，透明峰明顯加深，這是由于光抽運(yùn)效應(yīng)導(dǎo)致的交流斯塔克分裂增寬的結(jié)果，這與室溫下觀察到的堿金屬電磁感應(yīng)透明(E T)效果相似 為改變抽運(yùn)光失諧時(shí)的結(jié)果，抽運(yùn)光功率為 570 MW ，吸收減小的位置隨抽運(yùn)光失諧的位置在相應(yīng)地改變 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可由如下理論解釋間，體原子的原子態(tài)可由密度矩陣
給出，解 r e e 1 i Liouville 方程
可得
4 結(jié)論
在強(qiáng)抽運(yùn)光作用下，在A型氣固界面無多普勒效應(yīng)的選擇反射光譜中進(jìn)行了暗共振的實(shí)驗(yàn)研究，并觀察到明顯的吸收減小當(dāng)抽運(yùn)光失諧時(shí)其位置亦隨之發(fā)生改變。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)探測(cè)介質(zhì)表面原子與體原子的范德瓦爾斯相互作用力，近表面原子折射率改變，近表面原子的動(dòng)力學(xué)行為等具有一定的指導(dǎo)意義。