光晶格 光钟 光频移 最佳波长 固体激光器 NV色心金刚石.doc

光晶格论文：应用于中性原子光钟的光晶格理论研究和金刚石激光器理论探究【中文摘要】时间和频率测量领域的进步与原子物理学的发展紧密相连。过去的二十年中,激光冷却和囚禁原子以及飞秒光频率梳技术的发展使得光谱测量和频率测量达到了极高的准确度。通过利用不受外界干扰的冷原子,铯原子喷泉钟已经成为S1秒的定义,并且原子钟现在已经成为全球定位系统的重要组成部分。但是原子喷泉钟已经几乎达到了其自身精度的极限,很难再继续提高其精度。根据阿伦方差,目前最有希望达到最高不确定度的一类原子钟是中性原子光晶格钟。因为应用于光学原子钟的光晶格可以使得囚禁原子满足Lamb-Dicke条件,从而消除钟态跃迁光谱的一阶多普勒频移、反冲频移,因此显著提高光钟的不确定度,这对于提高时间频率标准具有重要意义。本文首先基于二能级原子与激光相互作用模型,利用光学布洛赫方程,阐述了光晶格囚禁原子的原理,并且计算了实验中激光功率与囚禁原子温度的关系。若要光晶格囚禁大量的原子需要提高光晶格的激光光强,或者对原子进行深度冷却。其次本文利用多能级原子与激光相互作用模型,采用含时微扰方法分析了光晶格光场对于囚禁原子产生的光频移效应,并精确计算出一种可消除一阶光频移的光晶格最佳波长。并将其最佳波长的计算模型应用于可用作于光.【英文摘要】The progress in the field of measurements of time and frequency is tightly linked to the development of atomic physics. In the last twenty years, the development of laser cooling and trapping atoms and the technique of femtosecond optical combs allows the measurements of atomic spectra and optical frequencies to reach an extremely high accuracy. By using the cold atoms without outside perturbations, atomic fountains of Cs atoms have been the definition of the SI second, and atomic clocks are one of importan.【关键词】光晶格 光钟 光频移 最佳波长 固体激光器 NV色心金刚石【英文关键词】optical lattice optical clock light shift magic wavelength solide laser NV center diamond【索购全文】联系Q1：138113721 Q2：139938848【目录】应用于中性原子光钟的光晶格理论研究和金刚石激光器理论探究摘要6-7Abstract7-8第一章 绪论10-191.1. 研究背景及意义10-141.2. 光晶格钟的发展情况14-171.3. 本课题的主要工作17-19第二章 光阱和光晶格19-312.1. 引言192.2. 二能级模型和光学布洛赫方程19-232.3. 光频移(AC Stark效应)23-242.4. 光学偶极力与光阱等效温度24-272.5. 光阱深度计算27-302.6. 小结30-31第三章 光晶格的最佳波长以及几何结构31-513.1. 引言313.2. 光晶格与光频移31-383.3. 最佳波长的计算38-473.4. 光晶格的其他效应分析47-483.5. 光晶格的几何构型和光晶格的设计方案48-503.6. 小结50-51第四章 NV色心固体激光器设计方案51-604.1. 引言51-524.2. 金刚石激光器设