1 山西大学物理电子工程学院，山西 太原 030006
2 山西大学量子光学与光量子器件国家重点实验室，光电研究所，山西 太原 030006
3 山西大学极端光学协同创新中心，山西 太原 030006
基于铯原子6S1/2-6P3/2跃迁线，在商用型空心阴极灯中，实现了工作波长为852 nm的法拉第反常色散原子滤光器（FADOF）：当铯空心阴极灯工作电流在 1~4 mA范围内时，可获得单峰、共振的线芯式FADOF；当铯空心阴极灯工作电流在 6~10 mA范围内时，可获得线翼式FADOF。实验上系统测量了工作电流、轴向磁场强度、信号光功率对FADOF性能的影响，优化参数下该滤光器的透射率高达77%。
光学器件 滤光器 磁致旋光 遥感 空心阴极灯
山西大学物理电子工程学院, 山西 太原 030006
实验研究了铯蒸气中受激简并四波混频(DFWM)产生的一对共轭光束的增益谱。结果表明,在简并二能级跃迁系统中,只有当基态的角动量大于或等于激发态的角动量时,才能发生基于受激DFWM的光放大效应。在考虑原子的所有塞曼子能态后,定性理论分析表明,该过程是在稳定的基态塞曼相干且初始塞曼子能级上有大量原子布居的前提下,基于多个N型跃迁环路实现的。并进一步分析了泵浦功率、原子数密度和单光子失谐等实验参量对DFWM信号增益的影响。此外,研究发现,额外引入一束波长为852 nm的抽运光,可显著提高DFWM的放大效率。
量子光学 光放大 简并四波混频 电磁诱导透明 基态相干 抽运光 光学学报
2021, 41(18): 1827001
1 山西大学物理电子工程学院, 山西 太原 030006
2 山西医科大学基础医学院, 山西 太原 030001
基于铯原子( 133Cs)6S1/2-6P3/2-6D5/2阶梯型原子系统,将波长为852.335 nm或852.356 nm的泵浦光与波长为917.483 nm的探测光反向布局于室温下的铯原子气室中,获得了窄线宽、高信噪比的6P3/2-6D5/2超精细能级跃迁的双共振吸收光谱。利用声光调制器建立的“标尺”,可测得激发态6D5/2超精细能级分裂结构的全部频率间隔,进而得到该态的磁偶极超精细常数Ahfs为(-4.59±0.06) MHz,电四极超精细常数Bhfs为(-0.78±0.66) MHz,这与相关文献报道的结果一致。
原子与分子物理学 超精细能级分裂 双共振吸收光谱 量子相干 窄线宽 激光与光电子学进展
2020, 57(3): 030202
山西大学物理电子工程学院, 山西 太原 030006
理论和实验研究了基于简并二能级原子系统的电磁诱导增益(EIG)效应, 构建了一个N型简并二能级系统, 分析了在不同多普勒频移下信号光增益随抽运光拉比频率的变化规律。结果表明：在增大区间, 增益谱一直保持线宽极窄的单峰结构；而在减小区间, 增益谱产生类拉比分裂, 并且呈现出对称的双峰结构。选择Cs原子基态和激发态角动量相同条件下的简并能级结构, 实验研究了EIG的产生特点, 并进一步分析了抽运光强度及信号光偏振对增益峰值效率的影响。
原子与分子物理学 电磁诱导透明 电磁诱导增益 拉比频率 简并二能级系统 多普勒频移
Author Affiliations
Abstract
College of Physics and Electronics Engineering, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
The cavity transmission spectrum is experimentally investigated in Λ-type three-level atoms coupled to a standing-wave cavity system. It is shown that the dark-state polariton peak is not generated at resonance but rather at off-resonance. The theoretical analysis reveals that the absence of an on-resonance dark-state polariton peak is mainly caused by the strong absorption of the intracavity medium to the probe cavity mode counterpropagating with the coupling field due to the Doppler shift in the hot atoms. Moreover, the optimal frequency position of the cavity mode for an efficient dark-state polariton peak is also demonstrated.
140.4780 Optical resonators 020.1670 Coherent optical effects 270.0270 Quantum optics Chinese Optics Letters
2017, 15(8): 081401
山西大学光电研究所，量子光学与光量子器件国家重点实验室, 山西 太原 030006
讨论了在合成该移动驻波场时，叠加场的具体实验参数对驻波场光场分布和移动速度的影响。给出了驻波场的平均移动速度随两束行波场的频率差和振幅比的变化关系。针对具体实验，分析了两高斯光束夹角和远场发散角对驻波场光场分布的影响。因此实验中为制备较好的光子晶体，需通过光学器件整形得到具有较好光斑质量和较小远场发散角的光束后，使两束功率相等且腰斑重合的光束叠加。
非线性光学 光子晶体 驻波场 高斯光束 远场发散角
山西大学光电研究所，量子光学与光量子器件国家重点实验室, 山西 太原 030006
对铯原子汽室中不同能级和不同温度的原子在不同光强和不同偏振光作用下的光学厚度进行了实验测量。理论上通过建立每个塞曼子能级的速率方程，利用龙格库塔算法求得了布居数随时间演化的数值解，从而得到了依赖于时间的吸收系数。考虑到原子热运动以及光束束宽对光学厚度的影响，利用数值积分得到了原子共振频率附近的平均吸收系数，进而利用比尔法对光通过铯原子汽室的透射曲线进行了精确的拟合，最终得到了实验系统中原子汽室光学厚度的精确值。理论分析和实验结果表明，随着温度的升高，光学厚度迅速增大；随着光强的增加，光学厚度略有变小。
原子与分子物理 光学厚度 吸收系数 透射曲线 比尔法则 光学学报
2013, 33(10): 1002001
