1、德堡原子能级的回避交叉现象。利用电场诱导产生里德堡态高的态转移，对这过程的动力学演化以及相干特性进行了研究。关键词超冷铯里德堡原子量子相干效应分裂原子俘获在的能级上，得到的样品密度。然后通过中间态大失谐的双光子激发，将原子激发至里德堡态，这里单原子双光子激发的拉比频率。由于里德堡原子之间强的相互作用，在所谓的阻塞半径图在的较强激光作用时，不同基态原子密度◇▽下，里德堡原子数随激发时间的变化在较低基态原子密度时，不同激光强度下，里德堡原子数与激发时间的依赖关系。万方数据第章绪言内，将只有个原子被激发至里德堡态，这样个原子团被称为“超原子”该原子团将在基态以及集体激发态之间以的拉比频率振荡。实验在确定的双光子拉比频率下，改变不同的原子密度以及固定密度不变，调节拉比频率大小，。
2、光，第二步激光作为探测光。通过改变泵浦光的偏振以及，光强以及失谐，对分裂的结果进行观测以及理论拟合。如图所示，当泵浦光与的跃迁共振也就是失谐为时，分裂的分裂峰以探测光的共振位置为中心对称分布的，并且分裂距与泵浦光的拉比频率成线性依赖关系，对于圆偏振光来说，相同条件下，分裂距要比线偏振光时大，这主要是由于圆偏振光作用下的有效偶极跃迁矩阵元要比线偏振光作用下的大造成的。当泵浦光失谐时，分裂的分裂峰不再对称，而且分裂的中心点更靠近探测光的负失谐位置，分裂距与泵浦光拉比频率也不再是线性依赖关系。本文的主要内容本文主要分为五个章节。系统介绍了超冷铯里德堡原子的实验平台以及量子相干效应的实验过程与结果。具体如下第章绪言部分主要介绍了里德堡原子波函数的计算，里德堡原子的相关性质，以及里德堡原子中量子相。
3、里德堡原子的制备第步激发的第二步激发超冷里德堡原子的探测里德堡原子的探测方法里德堡原子的脉冲场电离探测离子探测系统的校准时序设计本章小结参考文献第三章超冷里德堡原子阶梯型三能级系统的量子相干效应阶梯型三能级系统量子相干的理论计算光与三能级原子相互作用的理论模型里德堡原子阶梯型三能级系统中的量子相干里德堡原子量子相干的实验研究分裂耦合光对分裂的影响里德堡原子相互作用对分裂线型的影响的跃迁偶极矩本章小结万方数据超冷铯里德堡原子的相干效应研究参考文献第四章里德堡原子高态的制备和相干效应里德堡原子效应的理论计算铯里德堡原子回避交叉点的测量杂散电场的补偿态与的态回避交叉点的测量里德堡原子高态的制备及其机制研究回避交叉点的绝热和非绝热跃迁里德堡原子高态的制备里德堡高态转移现象的演化及干涉效应里德堡原。
4、研究了不同条件下态转移的动力学过程。在双脉冲电场作用下，观测到了态转移现象的相干效应。第五章对全文进行总结，并提出下步的工作计划。参考文献万方数据届博士学位论文超冷里德堡原子的相干效应研究作者姓名张好指导教师贾锁堂教授赵建明教授学科专业原子与分子物理研究方向里德堡原子培养单位激光光谱研究所学习年限年月至年月二〇四年六月山西大学万方数据届博士学位论文超冷里德堡原子的相干效应研究作者姓名张好指导教师贾锁堂教授赵建明教授学科专业原子与分子物理研究方向里德堡原子培养单位激光光谱研究所学习年限年月至年月二〇四年六月万方数据，万方数据承诺书承诺书本人郑重声明所呈交的学位论文，是在导师指导下独立完成的，学位论文的知识产权属于山西大学。如果今后以其他单位名义发表与在读期间学位论文相关的内容，将承担法律责。
5、两方面计算和观测了里德堡原子中的量子相干效应。主要内容分为以下三个方面建立光与里德堡原子阶梯型三能级系统相互作用的半经典模型，通过计算原子密度矩阵的演化方程，理论拟合了里德堡原子中分裂的线型，并且唯象地计算了里德堡原子的相互作用对分裂的影响。实验上通过改变强耦合光的拉比频率与失谐，系统研究了光场对分裂效应的影响通过改变里德堡原子密度以及主量子数，研究了强的长程相互作用下，里德堡原子能级衰减对分裂效应的影响。并提出参数η，用来作为光与原子所组成系统相干性强弱的判据。二理论计算了电场下铯里德堡原子的能谱，分析了态与的高态能级回避交叉的原因。实验上观测到态与的高态在电场强度为以及附近的回避交叉点，与理论符合地很好。三利用单脉冲电场，将初始制备在态的原子通过绝热和非绝热跃迁通道，万方数据超冷铯里。
6、效应研究的进展。第二章详细介绍了超冷铯里德堡原子的实验平台。包括超冷原子的俘获与监视，双光子激发制备铯里德堡原子和脉冲场电离探测的方法，以及系统的总体时序。图当泵浦光失谐为，偏振为时，与的分裂光谱随着不同泵浦光强，的变化泵浦光处于不同偏振态，时，分裂距与泵浦光拉比频率的关系。万方数据第章绪言第三章介绍了光与阶梯型三能级铯里德堡原子相互作用的理论模型，实验中系统研究了耦合光以及里德堡原子间相互作用对里德堡原子中分裂效应的影响。第四章介绍了电场中里德堡原子效应的计算，结合铯里德堡原子的能谱分析了态与高态能级回避交叉点的形成，并在实验上观测到了与理论对应的回避交叉点。利用单脉冲电场引起原子从态向高态的布居数转移。研究了电场强度，里德堡原子密度以及主量子数对态转移现象的影响。通过改变脉冲电场宽度。
7、到了图所示的里德堡原子数与激发时间的关系。这两种情况的动力学过程都包括了里德堡原子数随时间的个线性变化区以及饱和区域。对于这样的过程，般情况下所使用的平均场近似已经不再适用而是需要利用全量子的方法进行计算。该实验又进步研究了图中线性变化区的斜率随初始原子密度以及双光子跃迁拉比频率的依赖关系，结果表明与弱相互作用下的情况∝不同，图所显示出来的∝证明了这激发过程的机制是集体的相干激发。显然，具有强的长程相互作用的里德堡原子气体可以明显地观测到宏观量子性。英国的小组在里德堡原子的以及方面做了很多工作。年，他们在超冷里德堡原子中，利用测量中的探测光的性质将强的偶极图里德堡原子数随激发时间线性变化的斜率在不同的拉比频率下，时与基态原子密度的依赖关系斜率在不同初始原子密度◇下，与拉比频率的依赖关系。。
8、万方数据超冷铯里德堡原子的相干效应研究偶极相互作用投射到光场中。实验以，密度的铷原子为样品，通过，构成阶梯型的能级结构。里德堡原子的强相互作用引起的激发阻塞效应将形成阻塞半径内只有个里德堡原子的很多“超原子”团，当的两束激光对射在原子团上时，通过改变探测光的拉比频率，发现的透射峰减小的同时，其线宽和共振位置并没有发生明显的变化。利用平均场近似对里德堡原子间相互作用进行计算时，会得出透射峰线宽加宽以及共振位置频移的结果，而这与实验结果是不符的。因此需要建立原子的模型进行计算。如图所示，为了降低计算压力，实验中减小原子密度为，建立三原子的理论模型，计算了效应中探测光的吸收谱，理论预实验符合得很好。利用实验测量的光学深度与单原子，双原子以及三原子模图在巨原子中平均原子数时，对应密度为不同的对应。
9、德瓦尔斯以及偶极偶极相互作用。人们在强相互作用的里德堡原子气体中发现激发阻塞效应，利用该效应实现了量子逻辑门的操作，完成了单里德堡原子的激发。将里德堡原子间的强相互作用和与光子相互作用产生的相干效应相结合，将产生新奇的量子干涉现象，里德堡阶梯型三能级系统的分裂等现象引起了广泛关注。实验上通过光子与里德堡原子耦合形成暗态偶极子，可以实现光信息的存储以及单光子源的制备，这些特性使里德堡原子成为量子信息存储具有潜在应用价值的介质。实验中利用激光冷却技术将铯原子俘获在中，获得了温度，原子数，直径的超冷铯原子团。通过或的双光子激发过程，将基态超冷铯原子激发至里德堡态。利用脉冲场电离的方法电离里德堡原子，通过采集离子信号反映里德堡原子布居数的变化。本文以超冷铯里德堡原子作为主要研究对象，从理论和实验。
10、德堡原子的相干效应研究经过回避交叉点态转移至的高态。改变脉冲电场的强度，在较强的电场下，态转移比率较大。通过改变激发光强，调节里德堡原子密度，发现态转移比率与密度的线性依赖关系。最后通过改变主量子数，得到态转移比率相同时，所需电场强度与主量子数成正比。实验观测到原子在态与高态之间的态转移现象随电场脉宽变化的演化过程。发现电场强度越大，饱和速度越快，饱和值越大。对比研究了电场强度，自由离子，主量子数等因素对态转移现象动力学演化过程的影响。加载双脉冲电场，研究了态转移现象中的相干特性，电场脉宽越小，系统的相干性越明显。利用态波函数的演化提出了初步的理论解释。本文的创新之处在于通过理论计算和实验观测，系统研究了里德堡原子间的强相互作用对光与原子相互作用的量子相干效应产生的影响。二实验观测了铯里。
11、任。除文中已经注明引用的文献资料外，本学位论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写过的成果。作者签名年月日万方数据学位论文使用授权声明学位论文使用授权声明本人完全了解山西大学有关保留使用学位论文的规定，即学校有权保留并向国家有关机关或机构送交论文的复印件和电子文档，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印缩印或扫描等手段保存汇编学位论文。同意山西大学可以用不同方式在不同媒体上发表传播论文的全部或部分内容。保密的学位论文在解密后遵守此协议。作者签名导师签名年月日万方数据目录目录中文摘要第章绪言里德堡原子的特性里德堡原子量子相干效应的研究背景本文的主要内容参考文献第二章超冷铯里德堡原子的实验装置超冷铯原子磁光阱系统的搭建磁光阱工作原理超高真空腔俘获原子激光系统光学系统数字的校准与原子数的监视超冷。
12、的吸收谱，蓝色实线为三原子模型的理论拟合，相互作用时，利用单原子，双原子以及三原子模型拟合得到的光学深度与的依赖关系，可见三原子模型与实验符合得最好。万方数据第章绪言型计算结果比较，同样证明三原子模型的有效性。年，小组在铷原子中观测到了里德堡原子中阶梯型能级分裂的现象，并通过改变强光的强度，频率以及偏振，与理论计算对比测量了分裂图当泵浦光失谐为，偏振为时，与的分裂光谱随着不同泵浦光强，的变化泵浦光处于不同偏振态，时，分裂距与泵浦光拉比频率的关系。图耦合光与探测光对射入射到原子团上原子密度为时增大探测光功率，越大，的透射峰越小线宽以及透明峰失谐与探测光拉比频率的关系。万方数据超冷铯里德堡原子的相干效应研究的变化。在他们的实验当中，使用原子作为样品，涉及到的能级为，其中，第步激发为强的的泵浦。
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