塞曼簡併態對慢光及光儲存之影響

Role of degenerate Zeeman states in the slow light and light storage

管培辰(Pei-Chen Guan)

指導教授 ： 余怡德

國立清華大學/理學院/物理學系/碩士(2007年)

摘要

本文探討塞曼簡併態（Zeeman degenerated states）在能造成慢光及光儲存現象的電磁波誘發透明系統（electromagnetically induced transparency，以下簡稱 EIT）中所扮演的角色。研究分為兩方面。其一，在實驗中我們發現改變讀取雷射的偏振會造成取出能量的損失。為了解釋這現象，必須考慮塞曼簡併態所形成的多組 EIT 子系統彼此的交互作用。根據理論模型的計算，可以良好的重現實驗結果，並且觀察到不同子系統中基態同調（coherence）的變化。基於這些結果，從一些自然的假設出發，可以導出一條解析的方程式用來計算讀取能量所損失的比例。該公式可以進一步推廣，適用於估計當不同子系統的基態同調重新回到平衡時的狀況。

研究的另一重點在於指出在什麼情況下塞曼簡併態所構成的多組 EIT 系統可以化簡成單一 EIT 系統，並找出該變換後的系統參數。當採用緩慢條件（adiabatic condition）後，化簡可以成功進行。奠基於這變換，重新回頭尋找變換條件的時候，可以找出讓變換成功進行的條件不只有緩慢條件，也包含 Clebsch-Gordan 係數的成分在其中。在不同子系統中，當耦合雷射（coupling laser）所驅動的躍遷其 Clebsch-Gordan 係數彼此差異愈小，變換愈能吻合。而我們的實驗系統本身相當符合變換的條件，能夠用一簡單 EIT 系統描述。這結果可以降低計算複雜度，以及讓實驗系統特性更容易被人掌握。

關鍵字

電磁波誘發透明 ； 塞曼簡併態 ； 慢光 ； 光儲存

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無資料

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EIT ； degenerate Zeeman states ； slow light ； light storage ； electromagnetically induced transparency

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