一、原子光学理论和实验研究（论文文献综述）
王鑫[1]（2021）在《基于纳米光纤与冷原子光接口的实验研究》文中研究指明在量子层面控制光与物质的相互作用并实现该过程的精密测量是量子光学实验研究及其相关应用的核心目标之一。中性原子作为一个基本量子单元,为光与物质相互作用的研究提供了很好的平台。在自由空间中对中性原子的冷却与俘获及对单个原子,直至原子阵列的精确操控,为演示一些基本的量子操控和量子信息处理过程提供了较为理想的舞台,从而使基于中性原子体系的光与物质接口,作为链接光子与原子之间量子信息存储和交换的节点,成为一个重要的环节,并在实验上取得了长足的进展。这也使得光与中性原子相互作用系统在量子信息处理,非线性光学及量子计量等研究领域展现出广阔的应用前景。在把光子与原子相互作用系统应用到实际过程中,通过各种途径提高它们之间的相互作用强度至关重要。自由空间中单个原子的共振散射截面通常在波长平方量级,要实现光子与原子的高效耦合,需要对光子的空间局域限制到接近甚至突破衍射极限。传统实验方案往往需要构建复杂庞大的实验系统,在自由空间中对原子进行俘获及操控,相应地发展起来强聚焦光束探测,腔量子电动力学,冷原子系综及里德堡原子等多种实验方案。目前基于不同相互作用体系的实验研究均取得了显着进展。然而在上述方案中,并未真正解决光场模式体积的强局域化,不同耦合系统中均存在很难消除的光子损耗通道。得益于微纳加工技术的日趋成熟,利用微纳光子学器件束缚光子的实验研究在过去十几年时间里取得了长足进步。微纳光子学器件具备极佳的鲁棒性及可拓展性,其作为理想的光子操控器件,可以将光子局域在亚波长尺度范围内,大幅度减小了光场的模式体积。该系统与集成光量子器件和量子信息处理系统的对接相较传统系统具有很大的优势,从而使基于微纳光子器件与中性原子的混合系统最近几年得到了人们的广泛关注。同时由于微纳光子学器件的特殊结构及其模式电场分布与自由空间光场完全不同,这也带来了若干新奇的物理现象。纳米光纤波导是结构最简单的微纳光子结构之一,其直径通常为亚波长量级,可以在光纤横向对光场提供极强的束缚。此时分布在纳米光纤外表面的光场,即倏逝场,会得到显着增强。倏逝场分布在纳米光纤表面附近约半波长范围内,可以与原子实现较强的相互作用并实现高效耦合输出。目前实验上已经实现了基于倏逝场的单原子阵列俘获,这也使纳米光纤成为实现中性原子光接口的重要手段。作者所在实验室从最近几年开始进行基于纳米光纤与冷原子波导量子电动力学实验和理论研究。本文将会详细介绍实验室取得的工作进展。本论文的主要内容包括:1)理论上提出了一种结构简单的打孔纳米光纤,可以实现与单个偶极子的高效耦合。研究标明,打孔纳米光纤对单个在特定偏振下偶极子所发出荧光的耦合效率可以高达62.8%,对于三个偏振的平均耦合效率约为40%。相比于传统纳米光纤,耦合效率提高了将近一倍。此外我们还详细研究了此打孔结构的纳米光纤与原子的耦合特性,包括纳米光纤直径和孔直径的选取与偶极子位置及波长的关系,为更加复杂的周期性光子晶体结构的引入提供了重要参考。我们还讨论了该系统的实验可行性。2)实验上搭建了基于纳米光纤-冷原子耦合系统的相对完整的实验平台,包括纳米光纤拉制系统,超高真空系统,磁光阱系统及时序控制系统等。实现了铯原子的冷原子磁光阱,纳米光纤与冷原子团的高效耦合,利用纳米光纤收集到超过5×105 counts/s的冷原子荧光,并观察到磁光阱中冷原子团对纳米光纤传输模式光场的吸收与散射,吸收效率达到7%。3)搭建了双色偶极阱实验系统,并完成了纳米光纤表面附近单原子阵列的装载。实验中得到的单原子阵列可以实现对纳米光纤传输光场92%的吸收。我们还研究了单原子阵列的基本性质,包括阱中原子寿命以及其本征振动频率等。4)在现有实验系统的基础上,利用光外差探测系统测量了纳米光纤的机械振动模式,并利用外部调制实现了对纳米光纤机械振动的激发。我们将详细介绍光外差探测系统的工作原理以及实验中用到的不同光外差探测实验方案。在无外界激励的情况下,我们同时测量到了纳米光纤的弯曲模式,轴向模式及扭转模式。我们引入了机械激励及光激励两种方式来增强纳米光纤的机械振动,利用光力耦合过程实现了对纳米光纤特定频率弯曲模式的确定性激发。我们还讨论了两种激励方式的调制频率及激励方向对机械模式激发的影响。在理论上我们分别利用数值计算及解析计算方法,研究了纳米光纤的四种机械模式,得到了四种机械模式的本征频率并分析了不同机械模式的局域特性。
李佳欣[2]（2020）在《平顶光束操控物质波的理论研究》文中指出原子光学是研究原子物质波的波动性及其操控的一门学科,在量子信息处理与高精密测量等前沿领域有着重要的作用。在原子光学中,各类激光是操控超冷原子的重要工具。近十几年,随着激光整形技术的快速发展,出现了各种非高斯型光束,如平顶光束,进一步丰富了原子的光力操控技术。由此本文开展了用平顶光束操控原子物质波的研究。首先,我们将原子物质波在外场中的折射率与光在等离子体介质中的折射率进行对比,发现两者的数学形式十分相似。然后,进一步得到原子物质波被蓝失谐光折射类似于光被折射率小于1的等离子体折射,即原子光学中的类等离子体光学机制。其次,我们将类等离子体光学机制应用到原子物质波的研究中,提出用平顶光束中的超高斯光束作为棒形原子透镜的理论方案。我们从理论上研究了远蓝失谐平顶光束对原子物质波的散射问题。研究表明由于原子物质波在光场区域的折射率小于非光场区域折射率,远蓝失谐平顶实心光束可对入射波起分束作用,远蓝失谐平顶空心光束可对入射波起聚焦作用。在合适的参数下,物质波可以聚焦到比光场的一个光波长还小的区域。这些结果不仅在冷原子的聚焦、分束方面有着潜在的应用,而且对等离子体棒透镜的研究也有一定启发。最后,我们提出用蓝失谐超高斯光和超冷原子相互作用产生的超高斯势垒模拟方势垒的理论方案。结果表明方势垒对物质波散射问题在超高斯光场的阶数大于20时能够被有效地模拟。随后我们进一步研究了物质波入射到双超高斯势垒的共振隧穿现象。结果表明通过调整势垒之间的距离可以控制共振峰的位置以及个数。该工作为在实验上验证方势垒、多方势垒的隧穿现象提供了依据。
李师群[3]（2015）在《光学千年（四）——国际光年概观光学千年发展》文中指出2013年12月20日联合国第六十八届会议决定将2015年设定为光和光基技术国际年,简称2015国际光年.本文围绕国际光年举办周年纪念的光科学历史上的一系列里程碑式的重要成就,在国际光年之际对光学千年的发展进行回顾.文中除尽可能全面地列出光学发展道路上的重要事件外,还力图从物理学的视角给光学一个概貌式的观察.本文包括3个部分:（1）国际光年周年纪念的千年中的光学重要成就;（2）光学的现代发展和光子学;（3）光学的技术应用.
张锋,蒲利春[4]（2013）在《构建适合本科教学的原子光学课程》文中进行了进一步梳理随着激光冷却与俘陷原子技术的发展,人们对冷原子的物理性能、冷原子与物理相互作用、冷原子的操纵及其应用等展开了一系列的研究,并以相关实验和理论形成了一个全新的物理学研究领域——原子光学.然而作为近现代物理学的重要组成部分,原子光学并没有系统地介绍给理工科尤其是物理学及其相关本科专业的学生.在本文中,首先简单回顾了原子光学的发展历程,分析了开设原子光学本科教学的必要性.结合普通高校本科教学要求,构建了原子光学本科教学内容体系,对教学实施进行了讨论和建议.
刘双强[5]（2011）在《基于激光感生圆二色性及双折射的原子光学滤波器研究》文中研究表明近年来,光信息技术得到了高速发展,激光通讯、遥感和雷达等激光空间信息技术也越来越受到人们的重视。但是由于激光在自由空间中传输时不仅会遭受太阳光等宽带背景辐射,还会受到大气、海水等色散介质的影响,使得这些光学系统的信噪比往往比较差,进而降低了系统的灵敏度,使之不能很好的工作,而提高系统的信噪比和灵敏度的重要途径之一就是在系统接收端前使用超窄带光学滤波器。而已有的研究表明原子光学滤波器具有高透射、窄带宽的特点,因此获得了广泛的应用。本论文首先介绍了各种原子光学滤波器的研究进展,分析了其研究现状,在此基础上对基于激光感生圆二色性及双折射的原子光学滤波器进行了理论和实验研究,主要内容包含以下几个方面:首先,分析了两能级原子系统中采用圆偏振光的光学泵浦动力学过程,理论计算表明,在稳态下粒子数主要布居在几个特定的磁子能级上,为基于激光感生圆二色性和双折射的原子光学滤波器提供了理论依据。然后,为了说明滤波机制,对铷线两能级原子系统中的滤波特性进行了实验研究,在实验中观察到了对应于三个不同超精细能级跃迁的透射峰,而产生这些透射峰的激光感生圆二色性的形成机制是不同的。其次,以铷-87原子系统中对激发态775.9 nm滤波特性为例,分析了这种基于激光感生圆二色性和双折射的滤波器的工作原理。然后通过在稳态下求解密度矩阵方程的方法,得出系统的极化率以及滤波器的各个特征参数,并推广到多普勒加宽的气体原子中,从而建立完整的滤波器模型,并进行了数值模拟计算。通过对计算结果的分析,提出一种利用强泵浦下原子能级的分裂来实现滤波器透射峰大范围调谐的方案。实验上分别对同向和逆向泵浦下的滤波器进行了研究,实验结果和理论符合的很好,验证了理论模型的正确性。再次,提出了一种采用非相干泵浦辅助的基于原子蒸汽中激光感生圆二色性和双折射滤波器的理论模型,并进行了数值模拟分析。非相干泵浦的存在能改变介质对探测光的吸收和色散属性,通过选择合适的参数,能增大滤波器的透过率,甚至对探测光有放大作用。最后,提出了一个四能级原子系统中双重选择圆偏振光泵浦的滤波器理论模型。通过双重选择的圆偏振光泵浦,使粒子在激发态特定的磁子能级间形成粒子数反转,介质对线偏振探测光的其中一个圆偏振分量有放大作用而对另一个分量只有吸收作用,由此产生了圆二色性使得探测光不仅能通过相互正交的格兰-汤姆逊棱镜,还能获得巨大的增益。
蒲利春,张锋[6]（2011）在《构建本科“原子光学”课程教学内容体系研究》文中认为立足于"原子光学"内容建设,以本科教育、专业人才培养方案设置为指导,构建本科"原子光学"课程教学内容体系。在应用物理专业中以专业选修课形式开展了"原子光学"课程教学实践,探索课程教学手段和教学方法,为本科学校设置"原子光学"课程开辟了路径。
何竹松[7]（2009）在《激光感生光学各向异性原子光学滤波器理论和实验研究》文中研究指明随着光信息技术的高速发展,激光空间信息技术,如激光通讯、遥感和雷达等,也越来越受到人们的重视。这些工作在自由空间下的光学系统由于会遭受宽带背景辐射及色散介质的影响,系统的信噪比比较差,使系统不能很好的工作,而在系统接收端前使用超窄带光学滤波器可以明显提高系统的信噪比和灵敏度。本论文在阐述原子光学滤波器在国内外研究进展及现状分析的基础上,对激光感生光学各向异性原子光学滤波器（Laser-induced optical anisotropy atomic optical filter,简称LIAOF）进行了理论和实验研究,主要内容包含以下几个方面:首先,建立了LIAOF理论模型。通过对LIAOF滤波原理的分析,采用半经典理论中密度矩阵方程来处理这种双光场与三能级原子系统的相互作用。在稳态下求解方程,得出系统的极化率,然后将极化率与探测场滤波方程中参量关联起来,从而建立完整的LIAOF滤波模型。其次,在铷原子系统中对激发态775.9 nm LIAOF滤波特性进行了理论计算和实验研究。为了分析滤波行为中的泵浦过程,对铷D2线吸收谱和饱和吸收谱进行了理论和实验研究,并对铷D2线光泵浦过程中各个超精细磁子能级上粒子数变化的动力学过程进行了理论分析。在实验中,获得铷激发态775.9 nm LIAOF单峰透射谱,峰值透射率为14.4%,滤波带宽396 MHz,小于谱线多普勒宽度。另外,对775.9 nm LIAOF滤波特性与泵浦强度、泵浦失谐量、池温及池长等工作参数的变化关系进行了详细地理论计算和实验研究。再次,为了进一步验证理论模型的可靠性和通用性,对钾原子激发态694 nm和532 nm LIAOF滤波特性进行了理论计算。理论计算的结果与先前报道的实验结果符合很好。通过对计算结果的分析,提出一种利用动态斯塔克效应来实现滤波波长大范围调谐的方案。理论预测波长调谐范围可达上百吉赫兹。最后,对基于相干控制场诱导光学各向异性LIAOF进行了初步理论研究。以上研究的LIAOF中光学各向异性是基于对基态粒子数的选择性光泵。而利用激发态间强相干控制场在多能级量子系统中诱导原子相干,也可以使介质对线偏振探测场呈现光学各向异性。在这种机制下,对铷基态780 nm LIAOF中探测场信号的电磁感应透明特性和滤波特性进行了初步理论研究。
张璋[8]（2009）在《半导体激光器的稳频稳相以及在原子光学中的应用》文中研究指明半导体激光器以其体积小、寿命长、输出波长可调、价格相对较低,并可采用简单的注入电流的方式来泵浦等特点,在科学研究和工业领域均获得了广泛的应用。在量子光学领域中,激光与原子相互作用的研究越来越受到重视,其中用的最多的激光就是半导体激光器。例如,近年来得到迅速发展的激光冷却和俘获原子技术,其中的激光大部分都是半导体激光器。为了满足这些应用的要求,人们提出了很多稳定和改进半导体激光器的新方法和新技术,如：外腔式半导体激光器、锥形放大器等。随着冷原子物理的发展,出现了冷原子钟、冷原子干涉仪等一些高精尖的应用。这些应用对于激光器的频率稳定性,线宽,位相稳定性等性能提出了更高的要求。本文正是在这样的背景下,选择了半导体激光的稳频和稳相技术及其在原子光学中的应用作为研究课题。以下是各章的主要内容：第一章简要介绍了半导体激光器的结构、原理和工作特性；介绍了原子光学的发展以及近况；描述了目前原子光学领域十分热门的冷原子干涉仪的发展历程、现状以及应用前景。分析了半导体激光器在原子光学中的应用,阐述了在半导体激光器中实现稳频、稳相的重要意义。第二章详细地介绍了冷原子干涉仪的理论基础、工作原理和实验装置结构。详细地描述了我们目前正在研究的冷原子干涉仪的实验方案和进展情况,包括真空系统的设计与加工、二维与三维磁光阱构建以及电子控制系统的研制。第三章对冷原子干涉仪所需的激光系统进行了详细的研究,提出了相应的激光器的具体的技术指标的要求。根据这些技术指标,分析了现有的一些激光稳频、稳相的方法和技术的优缺点,在此基础上提出了一些改进的方法和途径。提出相应的半导体激光器的稳频、稳相以及移频的方案。详细介绍了相关设备的工作原理和构造,尤其是我们自行改进和创新的部分。第四章对相应的半导体激光器的稳频、稳相以及频率调谐的方案进行了实验研究,自行制作了有关的实验装置,并对其进行了详细的实验测试与数据处理。具体分析了实验装置是否能够满足冷原子干涉仪的技术指标的要求,并且对不能完全满足的技术指标提出了改进的的方案和措施。第五章是对全文的总结和对未来研究的展望。
王正岭[9]（2006）在《三能级原子激光冷却、囚禁与操控的理论研究》文中研究说明在过去的二十年中，中性原子的激光冷却、囚禁与操控的理论与实验研究得到了快速的发展。本文首先综述了中性原子的激光导引、囚禁与冷却研究的发展概况及其玻色—爱因斯坦凝聚实验的进展；其次，就“三能级原子的激光冷却、囚禁与操控”进行了深入系统的理论研究；最后，就本文的研究工作进行了总结，并就本课题的未来研究进行了展望。 本文利用缀饰原子方法，得到了Λ型三能级原子与激光场相互作用的一般解析解，它包括本征值、本征态和光学势等。对87Rb原子，当光强I＜2.5×106W／m2时，本文得到的一般解析解对任意失谐都成立，它是到目前为止最精确的解析表达式。在小饱和参数近似下，这些一般解析解可简化为一些文献中的近似表达式。我们的研究发现缀饰三能级原子的光学势和偶极力具有一对失谐非共振峰，自发辐射率具有一对失谐共振峰。我们还发现自发辐射率和耗散力在小失谐条件下具有强度饱和效应。利用有效摩擦系数，我们发现偶极梯度力可用于实现三能级原子的蓝失谐激光Sisyphus冷却。 本文利用基于原子密度矩阵的光学布拉赫方程得到了Λ型三能级原子在单频率光场中所受平均耗散力和偶极力的一般解析表达式。我们发现三能级原子的平均耗散力具有频率共振特性（有两个共振峰），而三能级原子的平均偶极力具有频率非共振特性（有两个非共振峰）。在大失谐近似下，平均耗散力和偶极力的表达式都可以简化为由二能级原子得到的表达式。两相对传输的高阶贝塞耳光束可以分别在轴向和弧向形成一维光学粘胶，从而实现原子在轴向和弧向的多普勒冷却。弧向多普勒冷却可看作是轴向多普勒冷却的一个补充，并且轨道角动量量子数越大或原子运动的平均径向距离越小，弧向多普勒冷却效果越明显。 本文提出了一种采用空心金属波导中蓝失谐TE01模实现冷原子（或分子）激光导引的方案。TE01模是一种环状的空心模式，条件匹配时，其最大耦合效率可以达到96.7％。当输入激光功率为0.5mW，失谐为3 GHz时，原子直线导引效率可达到98％。对较小的曲率半径，只要入射激光功率足够大，原子导引效率也可以达到一个很大的值。在TE01模中，导引原子的背景热碰撞损失、自发辐射加热和非绝热跃迁损失都可以忽略不计。本文还讨论了超冷原子在空心金属波导TE01模中的量子运动及相干传输等问题。当入射角θ＜5°时，并且当BEC原子
王正岭,印建平[10]（2006）在《原子光学讲座 第三讲 非线性原子光学》文中研究指明随着玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）的实现及其非线性效应研究的快速发展,原子光学的一门新兴分支学科———“非线性原子光学”已初步形成,并取得了一系列重大的实验进展.文章重点介绍了非线性原子光学的研究内容、实验结果及其最新进展,主要包括原子孤子、原子物质波中的四波混频、光速减慢与负群速现象、超流及涡流（vortex）、Josephson效应和物质波的相位相干放大等.
二、原子光学理论和实验研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、原子光学理论和实验研究（论文提纲范文）
（1）基于纳米光纤与冷原子光接口的实验研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光与原子相互作用 |
| 1.2 微纳光子器件与原子相互作用 |
| 1.3 纳米光纤波导量子电动力学 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 第二章 纳米光纤波导量子电动力学基本原理 |
| 2.1 纳米光纤 |
| 2.1.1 纳米光纤基本结构 |
| 2.1.2 纳米光纤传输模式 |
| 2.1.3 纳米光纤与铯原子耦合特性 |
| 2.2 双色偶极阱理论 |
| 第三章 纳米光纤-单个偶极子耦合系统数值模拟 |
| 3.1 纳米光纤-单个偶极子耦合 |
| 3.1.1 纳米光纤直径对耦合效率的影响 |
| 3.1.2 偶极子位置对耦合效率的影响 |
| 3.2 打孔纳米光纤-单个偶极子耦合增强系统 |
| 3.3 小结 |
| 第四章 纳米光纤-冷原子团耦合 |
| 4.1 实验装置 |
| 4.1.1 纳米光纤的制作 |
| 4.1.2 真空系统 |
| 4.1.3 磁光阱 |
| 4.1.4 纳米光纤-冷原子团耦合系统 |
| 4.2 利用纳米光纤收集冷原子团荧光 |
| 4.2.1 冷原子团荧光收集 |
| 4.2.2 利用冷原子团荧光计数优化磁光阱参数 |
| 4.3 冷原子团对纳米光纤传播模式的吸收 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 基于纳米光纤的一维单原子阵列 |
| 5.1 双色偶极阱 |
| 5.1.1 实验装置 |
| 5.1.2 纳米光纤模式的偏振测量与控制 |
| 5.1.3 一维单原子阵列 |
| 5.2 一维单原子阵列特性研究 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 纳米光纤机械振动模式研究 |
| 6.1 纳米光纤机械振动模式的研究意义 |
| 6.2 纳米光纤机械振动模式理论 |
| 6.3 光外差探测装置 |
| 6.4 纳米光纤机械振动模式测量 |
| 6.4.1 光外差探测方案 |
| 6.4.2 无激发情况纳米光纤机械振动模式测量 |
| 6.4.3 光激励情况纳米光纤机械振动模式测量 |
| 6.4.4 机械激励情况纳米光纤机械振动模式测量 |
| 6.5 小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间的研究成果 |
| 致谢 |
| 个人简况及联系方式 |
（2）平顶光束操控物质波的理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 第二章 原子光学概述 |
| 2.1 光和原子相互作用理论 |
| 2.2 原子的激光冷却和囚禁 |
| 2.3 原子光学 |
| 2.3.1 原子光学器件 |
| 2.3.2 原子光学的应用 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 平顶光束 |
| 3.1 平顶光束理论模型 |
| 3.1.1 圆形平顶光束 |
| 3.1.2 矩形平顶光束 |
| 3.1.3 环形平顶空心光束 |
| 3.2 平顶光束制备方法 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 等离子体光学和原子光学的类比 |
| 4.1 光在金属等离子体中的折射率 |
| 4.2 原子物质波在外场中的折射率 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 远蓝失谐平顶光束对原子物质波散射的研究 |
| 5.1 超冷原子与平顶空心光束相互作用 |
| 5.2 远蓝失谐平顶光束对平面物质波的散射 |
| 5.2.1 理论推导 |
| 5.2.2 数值结果和讨论 |
| 5.3 远蓝失谐平顶空心光束对高斯型物质波的散射 |
| 5.3.1 高斯波按平面波展开 |
| 5.3.2 波函数 |
| 5.3.3 数值结果和讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 用超高斯光模拟方势垒的研究 |
| 6.1 一维超高斯势垒散射的理论模型 |
| 6.2 超高斯势垒形状对方势垒模拟的影响 |
| 6.3 双超高斯势垒的共振隧穿现象 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（3）光学千年（四）——国际光年概观光学千年发展（论文提纲范文）
| 2.6原子光学 |
| 2.7纳米光学 |
| 2.8光子学 |
（4）构建适合本科教学的原子光学课程（论文提纲范文）
| 1 原子光学的形成 |
| 2 开设本科原子光学课程的意义 |
| 3 国内原子光学课程的开设 |
| 4 构建原子光学课程本科教学内容 |
| 5 教学实施与展望 |
（5）基于激光感生圆二色性及双折射的原子光学滤波器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 原子光学滤波器的研究现状和分析 |
| 1.2.1 原子共振滤波器 |
| 1.2.2 法拉第反常色散光学滤波器 |
| 1.2.3 激光感生圆二色性光学滤波器 |
| 1.2.4 光场控制偏振面及偏振态的一些方法 |
| 1.3 本文的研究内容 |
| 第2章 原子蒸汽中的选择性光泵浦过程及滤波原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光学泵浦过程 |
| 2.2.1 理论模型 |
| 2.2.2 数值模拟和分析 |
| 2.3 两能级原子滤波器实验研究 |
| 2.3.1 滤波原理 |
| 2.3.2 利用饱和吸收谱锁频 |
| 2.3.3 两能级滤波器的实验结果 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 三能级梯形结构中的原子滤波特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 理论模型 |
| 3.2.1 密度矩阵方程 |
| 3.2.2 极化率 |
| 3.2.3 滤波器特征参数 |
| 3.3 理论模拟结果 |
| 3.3.1 相关物理参量的计算 |
| 3.3.2 同向和逆向泵浦对滤波器透射谱的影响 |
| 3.3.3 滤波特性与工作参数的研究分析 |
| 3.3.4 滤波器的调谐能力分析 |
| 3.4 铷原子激发态光学滤波器实验研究 |
| 3.4.1 滤波器透射谱 |
| 3.4.2 工作参数滤波器的特性的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 非相干泵浦辅助的原子光学滤波器 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 密度矩阵方程和理论模型 |
| 4.3 理论计算结果 |
| 4.3.1 蒸汽池工作温度和池长对非相干泵浦辅助滤波器性能的影响 |
| 4.3.2 泵浦强度对非相干泵浦辅助滤波器性能的影响 |
| 4.3.3 泵浦场的失谐对非相干泵浦辅助滤波器性能的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 采用双重选择圆偏振光泵浦的滤波器研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 密度矩阵方程和理论模型 |
| 5.3 理论计算结果 |
| 5.3.1 四能级系统的滤波原理分析 |
| 5.3.2 两束泵浦光强度与滤波器增益系数的变化关系 |
| 5.3.3 滤波器的特征参数与蒸气池温度和长度的变化关系 |
| 5.3.4 滤波器的调谐能力分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（6）构建本科“原子光学”课程教学内容体系研究（论文提纲范文）
| 一、构建本科“原子光学”课程教学内容体系的背景 |
| 二、构建本科“原子光学”课程教学内容体系的实践 |
| (一) 本科“原子光学”课程内容体系的构建 |
| (二) 本科“原子光学”课程的教学内容、教学手段和教学方法 |
| 1.教学内容 |
| 2.教学手段和教学方法 |
（7）激光感生光学各向异性原子光学滤波器理论和实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 原子光学滤波器的国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 原子共振滤波器 |
| 1.2.2 法拉第反常色散光学滤波器 |
| 1.2.3 激光感生光学各向异性原子光学滤波器 |
| 1.3 本文的研究内容 |
| 第2章 激光感生光学各向异性原子光学滤波器滤波原理及模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 滤波原理 |
| 2.3 理论模型 |
| 2.3.1 密度矩阵方程 |
| 2.3.2 极化率 |
| 2.3.3 滤波器特征参数 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 铷激光感生光学各向异性原子光学滤波器理论和实验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 相关物理参量的计算 |
| 3.2.1 电偶跃迁矩阵元计算 |
| 3.2.2 跃迁饱和光强计算 |
| 3.2.3 原子蒸气密度计算 |
| 3.2.4 5D_(3/2) 态超精细结构计算 |
| 3.3 铷D_2 线饱和吸收谱 |
| 3.3.1 铷D_2 线吸收谱理论计算 |
| 3.3.2 铷D_2 线饱和吸收谱 |
| 3.4 铷D_2 线光泵过程计算 |
| 3.5 铷激光感生光学各向异性原子光学滤波器理论和实验研究 |
| 3.5.1 半导体激光器锁频原理 |
| 3.5.2 铷LIAOF 滤波透射谱 |
| 3.5.3 铷LIAOF 滤波特性与工作参数关系的研究分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 钾激光感生光学各向异性原子光学滤波器理论研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 钾4S_(1/2)-4P_(3/2)-6S_(1/2) 系统滤波特性理论研究 |
| 4.2.1 相关物理量计算 |
| 4.2.2 4P_(3/2)-6S_(1/2) 跃迁滤波透射谱理论计算 |
| 4.2.3 钾4P_(3/2)-6S_(1/2) 跃迁滤波特性与工作参数关系的理论计算 |
| 4.3 钾4S_(1/2)-4P_(1/2)-8S_(1/2) 系统滤波特性理论研究 |
| 4.3.1 4P_(1/2)-8S_(1/2) 跃迁滤波透射谱理论计算 |
| 4.3.2 4P_(1/2)-8S_(1/2) 跃迁滤波透射谱与泵浦强度的理论变化关系 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 相干控制场诱导光学各向异性原子光学滤波器初步理论研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 理论模型 |
| 5.3 探测场电磁感应透明特性分析 |
| 5.3.1 电磁感应透明系统中的各向异性 |
| 5.3.2 电磁感应透明信号与控制场强度和失谐量的变化关系 |
| 5.3.3 激发态超精细结构的特征EIT 信号 |
| 5.4 探测场滤波特性与工作参数的变化关系 |
| 5.4.1 控制场耦合共振时探测场滤波透射谱 |
| 5.4.2 控制场耦合失谐时探测场滤波透射谱 |
| 5.4.3 探测场滤波特性随控制场强度和池温的变化关系 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（8）半导体激光器的稳频稳相以及在原子光学中的应用（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 1 绪论 |
| 1.1 半导体激光器的简介 |
| 1.2 原子光学基础 |
| 1.3 半导体激光器在原子光学中的应用 |
| 1.4 本文的主要工作 |
| 2 冷原子干涉仪的基本原理和实验方案 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 冷原子干涉仪的基本原理 |
| 2.3 实验方案 |
| 2.4 真空系统 |
| 2.5 磁光阱 |
| 2.5.1 三维磁光阱 |
| 2.5.2 二维磁光阱 |
| 2.6 偏振梯度冷却 |
| 2.7 电子控制系统 |
| 3 冷原子干涉仪的激光系统 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 激光系统的技术要求 |
| 3.3 半导体激光系统 |
| 3.3.1 激光二极管 |
| 3.3.2 外腔式半导体激光器 |
| 3.3.3 锥形激光二极管和锥形放大器 |
| 3.4 半导体激光器的稳频 |
| 3.4.1 饱和吸收光谱 |
| 3.4.2 波长调制锁频 |
| 3.4.3 双色激光稳频 |
| 3.4.4 调频光谱 |
| 3.4.5 调制转移光谱 |
| 3.4.6 声光调频 |
| 3.4.7 改进型调制转移光谱稳频 |
| 3.4.8 比例积分微分控制器 |
| 3.4.9 锁相放大器 |
| 3.5 半导体激光器的移频 |
| 3.5.1 声光调制器及其光路 |
| 3.5.2 声光调制驱动器 |
| 3.6 半导体激光器的稳相 |
| 3.6.1 原理和方案 |
| 3.6.2 微波处理 |
| 3.6.3 基带处理 |
| 4 实验装置的搭建和实验结果 |
| 4.1 真空系统的构建 |
| 4.2 激光系统的建立 |
| 4.2.1 激光稳频 |
| 4.2.2 拉曼激光 |
| 4.3 磁光阱及偏振梯度冷却的实现 |
| 5 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 发表的论文的目录、申请的专利以及参与的科研项目 |
（9）三能级原子激光冷却、囚禁与操控的理论研究（论文提纲范文）
| 论文摘要 |
| 英文摘要 |
| 第一章 中性原子激光导引、囚禁与冷却的研究及其玻色-爱因斯坦凝聚实验进展 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 中性原子的激光导引 |
| 1.3 中性原子的激光囚禁 |
| 1.4 原子激光冷却及最新进展 |
| 1.5 玻色—爱因斯坦凝聚(BEC)的实验研究及其最新进展 |
| 参考文献 |
| 第二章 三能级缀饰原子系统的一般解析解 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 三能级缀饰原子系统的一般解析解：本征值、光学势与本值态 |
| 2.3 三能级缀饰原子的自发辐射率、辐射压力和动量扩散张量 |
| 2.4 三能级缀饰原子偶极力和动量扩散系数 |
| 2.5 三能级缀饰~(85)Rb原子在暗空心光束(DHB)中的运动 |
| 2.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 三能级原子的平均耗散力和偶极力—密度矩阵方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 三能级原子的平均耗散力和偶极力 |
| 3.3 在高阶贝塞耳光束中平均耗散力和偶极力的一般特性 |
| 3.4 轨道角动量对多普勒冷却极限的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 采用空心金属波导中TE_(01)模实现冷原子的激光导引 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 采用空心金属波导中TE_(01)模实现原子导引的方案 |
| 4.3 空心金属波导中相关模式的场分布与光强分布 |
| 4.4 空心金属波导的模式耦合效率和传输损失 |
| 4.5 TE_(01)模中原子的光学囚禁势和自发辐射速率 |
| 4.6 空心金属波导中冷原子直线和弯曲导引的效率 |
| 4.7 空心金属波导中原子导引的潜在应用 |
| 4.8 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 空心金属波导中超冷原子的量子运动和相干传输 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 采用空心金属波导实现超冷原子导引的方案 |
| 5.3 超冷原子在空心金属波导中的量子运动 |
| 5.4 超冷原子物质波在空心金属波导中的相干传输 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 采用蓝失谐空心光束的弱驻波场实现原子的激光冷却、囚禁与导引 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 原子囚禁方案及弱驻波场强度与强度梯度分布 |
| 6.3 原子在弱驻波场中的光学势和瞬时偶极力 |
| 6.4 原子的强度梯度冷却和Monte-Carlo模拟 |
| 6.5 弱驻波空心光束中的原子导引 |
| 6.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 被囚禁三能级原子的自发辐射 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 系统动力学方程的求解 |
| 7.3 一阶几率和几率谱的特性 |
| 7.4 二阶几率和几率谱的特性 |
| 7.5 本章小结 |
| 附录 |
| 参考文献 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 工作总结 |
| 8.2 本文的创新之处和今后工作的展望 |
| 附录：博士研究生阶段发表与待发表的论文目录 |
| 致谢 |
（10）原子光学讲座 第三讲 非线性原子光学（论文提纲范文）
| 1 引 言 |
| 2 BEC凝聚体中的原子物质波孤子 |
| 2.1 原子孤子的产生机制及其分类 |
| 2.2 BEC凝聚体中的暗孤子 |
| 2.3 BEC凝聚体中的亮孤子 |
| 3 原子物质波中的光速减慢及负群速现象 |
| 3.1 电磁感应透明 (EIT) 及其光波群速度操控的基本原理 |
| 3.2 光波群速度的减慢实验及其最新进展 |
| 3.3 光在介质中的负群速现象及其实验研究 |
| 3.4 光波群速度减慢的潜在应用 |
| 4 原子物质波中的四波混频 |
| 4.1 物质波四波混频的基本原理 |
| 4.2 原子物质波中四波混频的实验观测 |
| 5 原子物质波中的超流及其涡流 (vortex) |
| 5.1 超流与涡流的概念 |
| 5.2 BEC超流体中的涡流 |
| 6 原子物质波中的其他非线性效应 |
| 6.1 BEC原子物质波中的Josephson效应 |
| 6.2 BEC原子物质波的相位相干放大 |
四、原子光学理论和实验研究（论文参考文献）
- [1]基于纳米光纤与冷原子光接口的实验研究[D]. 王鑫. 山西大学, 2021(01)
- [2]平顶光束操控物质波的理论研究[D]. 李佳欣. 华东师范大学, 2020(11)
- [3]光学千年（四）——国际光年概观光学千年发展[J]. 李师群. 物理与工程, 2015(05)
- [4]构建适合本科教学的原子光学课程[J]. 张锋,蒲利春. 大学物理, 2013(10)
- [5]基于激光感生圆二色性及双折射的原子光学滤波器研究[D]. 刘双强. 哈尔滨工业大学, 2011(08)
- [6]构建本科“原子光学”课程教学内容体系研究[J]. 蒲利春,张锋. 重庆与世界, 2011(07)
- [7]激光感生光学各向异性原子光学滤波器理论和实验研究[D]. 何竹松. 哈尔滨工业大学, 2009(05)
- [8]半导体激光器的稳频稳相以及在原子光学中的应用[D]. 张璋. 浙江大学, 2009(04)
- [9]三能级原子激光冷却、囚禁与操控的理论研究[D]. 王正岭. 华东师范大学, 2006(10)
- [10]原子光学讲座 第三讲 非线性原子光学[J]. 王正岭,印建平. 物理, 2006(04)
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