光晶格中热原子拉曼散射的理论研究

来源 :华东师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:laowang2000
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光的散射,包括瑞利散射、拉曼散射、康普顿散射等,是量子光学重要的研究内容,在量子信息、精密检测、化学分析等方面发挥重要的作用。近年来,对移动光晶格中的气体散射发现了相干瑞利散射和布理渊散射并发展出新型的无损伤气体检测方法。目前,尚无光晶格调控拉曼散射的理论和实验。因此本论文开展了利用光晶格调控热原子气体的拉曼散射的理论研究。我们研究了用两束相反方向传播的泵浦光照射三能级原子气体产生拉曼散射的过程。与以前所研究的单泵浦光照射三能级原子产生拉曼散射相比,这个拉曼散射系统在气体池的两端都会产生斯托克斯光,更重要的是泵浦光和斯托克斯光场都会对原子产生光力,从而引起气体密度和折射率的扰动而改变拉曼散射过程。我们计算得到了泵浦光场和斯托克斯光场对原子产生的光力,并在此基础上利用微扰理论求解了描述受光场驱动的原子气体在相空间分布的玻尔兹曼方程,从而计算了原子气体的折射率,导出了泵浦光和斯托克斯光满足的波动方程。与以前单光束泵浦拉曼散射的理论不同,泵浦光和斯托克斯光场由于光力产生的密度扰动,而耦合在一起。我们最后发展了求解这两个波动方程的迭代数值求解方法。我们的结果对于相关实验研究具有理论指导意义。
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