钠乙烷准分子产生钠D_2线荧光寿命的实验研究

准分子宽带抽运钠金属激光器具有实现钠信标光源的潜质,该激光器在运转过程中需要借助准分子将钠原子由基态转换为激发态,因此有必要对由准分子解离产生的钠原子激发态荧光寿命开展实验研究。采用不同波长的蓝翼抽运光对不同温度的钠乙烷准分子体系进行激发,分别测量钠D_1线和钠D_2线的荧光寿命。结果表明,3~2P_(3/2)与3~2P_(1/2)能级的荧光寿命明显长于其自然寿命,且激发波长越长,荧光寿命延长得越明显。辐射捕获效应是导致荧光寿命延长的另一个因素。随着泵浦单光子能量下降,钠乙烷准分子被激发到A~2Π_(3/2)态的概率变大,能够长时间产生激发态钠原子,这也会使荧光寿命延长。与钠D_1线相比,钠乙烷准分子体系钠D_2线的放大自发辐射信号的可放大性更好。更好的可放大性以及较长的荧光寿命使得钠D_2线激光更易于实现。     

天然铷(Rb)原子气体的法拉第(Faraday)效应反常色散研究

法拉第(Faraday)效应反常色散是指在原子气体吸收线附近的色散及磁光法拉第效应,天然铷中含有72.2％的~(85)Rb和27.8％的~(87)Rb,当Rb原子处于磁场中时,每个超精细能级都将分裂成2F+1个Zeeman子能级,对D2线(780nm)而言,~(85)Rb和~(87)Rb共有48对左旋圆和右旋圆偏振跃迁。 当一束近共振的线偏振光平行于外加纵向磁场通过Rb气室时,由于反常色散其偏振面发生偏转。     

线-圆双偏振态光束抽运有机聚合物全光开关

为了有效降低偶氮苯聚合物薄膜全光开关信号的本底,提高全光开关信号的调制深度,利用线偏振光合成圆偏振光的原理,设计了一种新的线-圆双偏振态光束抽运光路。实验用532 nm光作为抽运光,632.8 nm的He-Ne激光作为探测光。532 nm的光先分为功率相等但偏振正交、相位差为π/2奇数倍的两束线偏振光,然后再合成一束抽运光。通过调制其中的一束来实现线偏振与圆偏振抽运光之间的转换,从而实现样品光致双折射的产生与擦除。以掺杂分散红1(DR1)的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜(PMMA)为样品进行实验。结果表明,用此光路,样品全光开关信号的调制深度达到92%,远远高于传统的单一线偏振光束抽运光路的实验结果。     

聚合物掺杂液晶中探测光偏振态控制衍射级变化

在聚合物掺杂液晶中使用正交线偏振光记录了特殊的一维光栅,这种光栅可以由探测光的偏振态控制衍射级的变化,当探测光为水平方向振动的线偏振光时,衍射级中只观察到零级和正一级衍射,无负一级衍射;当探测光为垂直方向振动的线偏振光时,衍射级中只观察到零级和负一级衍射,无正一级衍射,并且衍射级的偏振态与探测光的偏振态相互正交。最后运用琼斯矩阵从理论上解释了该实验现象。     

近共振激光在钠蒸气中激发的角锥辐射

用一个近共振的染料激光束照射钠蒸气后,我们观察到一个角锥型辐射。实验中钠原子密度约为10~(14)原子数/厘米~3,激光波长调谐在D_1或D_3线短波边。这一角锥辐射的空间、光谱和偏振特性得到了测量。测量结果与在钡蒸气中的类似实验作了比较。     

铯原子∧型塞曼子能级结构中的电磁诱导透明

采用左旋和右旋圆偏振光分别作为探测光和耦合光,作用于铯原子62S1/2F=3-62P3/2F′=2简并二能级系统,借助探测光的吸收光谱观察到了由简并二能级中A型塞曼子能级结构导致的电磁诱导透明(EIT)现象.同时研究了不同耦合光的强度和失谐对电磁诱导透明的影响.由于在多普勒展宽背景下圆偏振光对塞曼子能级间的光抽运,从而不同塞曼子能级上布居出现明显的差异,电磁诱导透明的作用程度有所不同.而且对于在扫描探测光频率时由于存在速度选择机制使探测光通过铯气室后的吸收谱线发生的畸变作了定性分析.     

铯原子Λ型塞曼子能级结构中的电磁诱导透明

采用左旋和右旋圆偏振光分别作为探测光和耦合光,作用于铯原子62S1/2F=3 62P3/2F′=2简并二能级 系统,借助探测光的吸收光谱观察到了由简并二能级中Λ型塞曼子能级结构导致的电磁诱导透明(EIT)现象。同 时研究了不同耦合光的强度和失谐对电磁诱导透明的影响。由于在多普勒展宽背景下圆偏振光对塞曼子能级间 的光抽运,从而不同塞曼子能级上布居出现明显的差异,电磁诱导透明的作用程度有所不同。而且对于在扫描探 测光频率时由于存在速度选择机制使探测光通过铯气室后的吸收谱线发生的畸变作了定性分析。     

铯原子A型塞曼子能级结构中的电磁诱导透明

采用左旋和右旋圆偏振光分别作为探测光和耦合光，作用于铯原子6^2S12F=3-6^2P32F’=2简并二能级系统，借助探测光的吸收光谱观察到了由简并二能级中A型塞曼子能级结构导致的电磁诱导透明(EIT)现象。同时研究了不同耦合光的强度和失谐对电磁诱导透明的影响。由于在多普勒展宽背景下圆偏振光对塞曼子能级间的光抽运，从而不同塞曼子能级上布居出现明显的差异，电磁诱导透明的作用程度有所不同。而且对于在扫描探测光频率时由于存在速度选择机制使探测光通过铯气室后的吸收谱线发生的畸变作了定性分析。     

钠原子系统中的多种共振光散射

利用Q开关YAG 激光器所泵浦的波长在588—590nm范围可调谐的强的染料激光束去共振激发热管炉中的钠原子,在一定的温度范围中观察到了钠原子系统中存在的一些共振多光子散射。调谐染料激光束在D_1线和D_2线两旁测量了发射的光谱结构,观察到了由于多波混频过程以及交     

精细结构混合速率对激光二极管抽运碱金属蒸气激光器性能的影响

以速率方程模型为基础研究了精细结构混合速率对激光二极管连续端面抽运碱金属蒸气激光器性能的影响,结果表明,对碱金属蒸气激光器P1/2和P3/2抽运能级的粒子数分布不能采用热平衡假设的方法处理,需要采用双向精细结构混合速率对其弛豫过程进行描述;当精细结构混合速率远远大于自发辐射速率和电子态猝灭速率时对激光器阈值的影响可以忽略;对抽运光的有效吸收不仅需要抽运谱宽与原子吸收谱宽相匹配,还需要足够的精细结构混合速率以克服吸收饱和效应;实际中可通过优化激光模体积和温度在较低的精细结构混合速率下实现较高的光-光转换效率。     

扭曲向列相LCoS显示模式的优化设计分析

由偏振分光棱镜、向列相液晶层、金属反射镜组成的LCoS投影微显示器件可以通过向列相液晶层的旋光效应、双折射效应而实现对入射偏振光的强度调制。为了提高光利用率,文章用Muller矩阵推导出了线偏振光经过扭曲向列相液晶层之后转变为偏振态不同的线偏振光或者圆偏振光的条件,设计了偏振转换效率为100%的常黑或常白LCoS显示模式,有效提高了光利用效率。     

Cs原子选择反射光谱暗共振的实验研究

近年来热原子电磁感应透明(EIT)和相干布局俘获(CPT)已有相当多的报道,在三能级A型系统中,双光场能够诱导原子基态相干并且导致吸收减小.从实验上研究了A型Cs原子气固界面反射光谱中的暗共振现象.实验中将Cs原子蒸气加热到150℃左右,抽运光调谐到6S1/2(F=4)→6P3/2(F'=3)附近,探测光在6S1/2(F=3)→6P3/2并以近垂直入射到Cs炉表面,实验中观察并讨论了抽运光在不同强度和失谐情况下探测光选择反射光谱中的暗共振.结果可知在大的抽运光强的作用下,亚多普勒结构的反射光谱在共振位置出现了明显的感应透明现象.实验结果对研究无多普勒效应的原子相干,以及原子-器壁碰撞,长程原子-器壁相互作用,器壁表面原子速度分布有一定的意义.     

偏振法二维激光多普勒测速装置

本文介绍了一台对方向敏感的二维激光多普勒测速装置。它采用普通的氦-氖激光器作光源,以旋转的圆光栅进行分束和产生一个预置的频移。选用衍射光束中的零级、 级和-1级光作为测量光束。在光路中分别插入不同的偏振元件,使三束光分别成为圆偏振光,以及二个偏振面相互垂直的线偏振光,并用位移棱镜使三束光相互正交,最后通过物镜使之汇聚形成测量区,在测量区由正交的偏振光构成二组正交的干涉条纹。当运动的质点穿过测量区时,则     

深紫外光栅反常偏振器件的设计与分析

为实现金属光栅偏振器件在光刻机偏振照明系统中的应用,基于共振域光栅的反常偏振效应,提出一种以二氧化硅为基底、铝与氟化镁作为栅线材料的介质-金属光栅偏振器。与传统的亚波长金属光栅偏振器相比,该偏振器的光栅周期接近入射波长(0.19～0.20μm),表现出透射TE偏振光、反射TM偏振光的反常特性。由时域有限差分算法(FDTD)的数值模拟结果可得,当波长为0.193μm的光垂直入射时,该光栅偏振器对TE偏振光的透过率大于60%,偏振消光比大于180。与具有相同结构参数和栅线材料的单层金属光栅偏振器相比,该介质-金属光栅偏振器在深紫外波段具有良好的偏振性能,TE偏振光透过率提升了约10%,偏振消光比提升了4.5倍左右(在0.193μm波长下)。     

抽运光频率对全光Cs原子磁力仪灵敏度的影响

全光铯(Cs)原子磁力仪是一种高灵敏度弱磁检测装置,核心器件Cs原子气室中通常充入适量的缓冲气体避免被极化原子扩散至器壁引起壁碰撞弛豫,同时缓冲气体压强值将影响抽运光的工作频率。介绍了全光Cs原子磁力仪的工作原理,分析了Cs原子气室中充入1.333×104Pa He缓冲气体时,抽运光工作频率对原子磁力仪灵敏度的影响,并采用速率方程计算了不同抽运光频率下的原子极化率。当抽运光频率锁定在Cs原子D1线F=3→F′=4共振线,检测光频率锁定在Cs原子D2线F=4→F′=5共振线时,原子磁力仪可达到最佳灵敏度。     

用调制低能级粒子布居数抑制能级交叉信号

饱和光谱广泛应用于研究原子结构,它的分辨率低于多普勒加宽是很容易做到的,所观察的谱线线宽,常常非常接近自然线宽。然而,假如几个原子跃迁落入多普勒加宽曲线之内时,附加地共振,即能级交叉信号,将出现在规则的原子谱线之间。能级交叉信号并不提供任何光谱信息,反而增加了所观察谱线的复杂性,降低最终可能获得的光谱分辨率。 这里,我们将报告用修正饱和光谱的方法,能够大大抑制或消除能级交叉信号。为证实该技术的正确性,将其应用于钠D_1线的测量。两个连续调谐染料激光器,分别用两台氩离子激光器泵浦,经过稳频系统的激光输出,其带宽大约为2兆赫。第一个激光器频率连续调谐,和通常的饱和光谱装置一样,激光束分为检验光束(P)和饱和光束(S_1),调制频率为f_1。两束光(P,S_1)是线偏振的,但是彼此垂直。用附加外磁场补偿垂直于饱和光束极化方向的其他磁     

光泵远红外激光器的饱和效应

运用缀饰原子方法研究光泵三能级系统的饱和效应.求出了包含着两个不同的饱和因子的小信号增益,它可以方便地用来描述光泵远红外激光器中喇曼跃迁和线中心跃迁的不同饱和行为.     

基于热致双焦点选模的径向、切向偏振激光器

侧抽运Nd∶YAG棒对径向偏振光和切向偏振光具有不同的热焦距,利用He-Ne激光器输出的线偏振光和旋转狭缝测量Nd∶YAG棒的径向、切向热焦距,设计谐振腔使得只有一种偏振光能低损耗稳定振荡。在440 W抽运功率下,获得31.7 W径向偏振激光,光束质量因子M2约为2.5,调整腔长后,在470 W抽运功率下,获得30.2 W切向偏振激光,光束质量因子M2约为2.8。实验结果表明,利用热致双焦点选模可以获得较大功率的径向、切向偏振激光输出,但激光器对抽运功率敏感。     

铷原子4D_(5/2)态双光子偏振光谱及其在1.5μm激光稳频中的应用

介绍了基于87 Rb原子5S1/2-5P3/2-4D5/2阶梯型能级系统中的双光子偏振光谱。与其他跃迁相比,循环跃迁的信噪比最好。研究了双光子偏振光谱循环跃迁线信号强度随抽运光光强的变化情况。利用双光子偏振光谱,将1529nm半导体激光器的频率锁定于87 Rb原子的5P3/2(F′=3)-4D5/2(F″=4)跃迁线上,当取样时间τ=100s时阿仑方差最小,为σy(τ)=1.3×10-11。与自由运转相比,该方法显著地改善了1529nm激光器长期频率稳定度。     

线偏振光通过多个任意厚度波片的偏振态

为了研究线偏振光通过多个任意厚度波片后的偏振态,利用线偏振光叠加的方法,对两个晶体光轴夹角为45°的不同厚度波片计算了透射的两个正交线偏振光的强度和相位差,由此得到叠加后的偏振态及透射光总强度,并分析了它们随波片延迟量、入射光方位角的变化关系。结果表明,透射光的偏振态由后面波片的延迟量决定,强度由前面波片的延迟量和入射线偏振光方位角决定,同时说明正反向使用时,透射光的偏振态和强度一般不同。该研究结果可用于类似结构退偏器（如Lyot退偏器）的分析。