Влияние Антирелаксационного Покрытия На Поглощение В D-=sub=-2-=/SUB=--линиях Щелочных Металлов

Abstract

Исследованы особенности поглощения в ячейке с антирелаксационным покрытием, вызванные оптической накачкой и конечной скоростью сканирования частоты лазера. В ячейках такого типа внутреннее состояние атома с большой вероятностью сохраняется при столкновении со стенкой, что приводит к оптической накачке ансамбля атомов по всем скоростям и всему объему ячейки. ВведениеПривлекательность переходов между сверхтонкими и магнитными подуровнями атомов щелочных металлов для задач метрологии обусловлена возможностью полу-чения резонансов малых ширин, что является причиной широкого использования таких переходов в стандар-тах частоты и магнитометрии на протяжении послед-них 50 лет [1,2]. Ширина используемого метрологиче-ского резонанса является одним из факторов, опреде-ляющих стабильность и точность стандартов частоты и квантовых магнитометров. Для уменьшения скорости ре-лаксации внутреннего состояния атома и, как следствие, уменьшения ширины метрологического резонанса стен-ки ячейки покрывают антирелаксационным покрытием или наполняют ее буферным газом. В первом случае снижается вероятность релаксации приготавливаемого когерентными полями внутреннего состояния атома при столкновении со стенкой ячейки. Во втором случае вместо баллистического пролета атома до стенки ячейки происходит более медленный процесс диффузии, что уменьшает число столкновений со стенкой ячейки в единицу времени. Ячейки таких типов используются в квантовых магнитометрах с оптической накачкой и атомных часах [3,4]. Они же иногда служат и для стабилизации частоты лазера по атомной линии методом экстремального регулирования.Особенности спектра пропускания D 1 -линии атомар-ных паров щелочных металлов, находящихся в ячейке с антирелаксационным покрытием, были эксперименталь-но и теоретически исследованы в работах [5,6]. Смеще-ние максимума линии поглощения в таких ячейках было наглядно продемонстрировано по его сдвигу относитель-но внутридопплеровского резонанса в двух встречных пучках линейно поляризованного лазерного излучения. В настоящей работе, являющейся продолжением этих исследований, рассматривается ситуация, когда форму линии поглощения одной бегущей волны определяет вклад от комбинации циклического и открытых перехо-дов, находящихся в пределах допплеровского контура, которая имеет место в D 2 -линии атомов щелочных металлов.При использовании лазера, ширина линии генерации которого ω L много меньше допплеровской ширины ω D и в несколько раз меньше естественной, лазерное из-лучение эффективно взаимодействует с малой группой атомов, для которой выполняется резонансное условие с учетом продольной скорости. Столкновения со стенками с покрытием, сохраняющие внутреннее состояние атома, приводят к переносу оптической накачки на группы ато-мов со всеми продольными и поперечными скоростями. В результате для " средних" (см. разд. " Теория") ско-ростей перестройки частоты лазера поглощение излуче-ния в данный момент времени зависит от оптической накачки, произошедшей в предшествующие моменты времени, что искажает контур поглощения по сравнению с наблюдаемым...