세슘 원자 증기셀에서 온도에 따른 전자기 유도투과 특성

Abstract

Cs 원자 증기 셀에서 형 전자기유도투과 현상을 관측하였다. Probe beam은 6S1/2, F=3 -> 6P3/2, F’=4 영역에서 스캔 하였다. Coupling beam의 주파수를 6S1/2, F=4 -> 6P3/2, F’=4 전이선에 안정화 시켰다. 그 결과, 전자기유도투과 신호는 비대칭적으로 나타남을 관측하였고, 이는 전자기유도투과신호 발생에 3개의 전이선, 이 동시에 관여하기 때문으로 이해하였다. 상온 근방에서 온도에 따른 전자기유도투과 신호의 변화를 조사하였다. 먼저 온도에 따른 전자기유도투과 신호의 분산기울기 변화를 측정하였다. 그 결과 셀 온도 302K 에서 전자기유도투과의 분산 기울기가 가장 커지는 것을 알았다. 또한 이러한 실험 결과를 확증하기 위하여 probe beam이 펄스일 때 온도에 따른 펄스 지연 실험을 하였으며, 그 결과는 분산기울기의 변화와 같은 경향을 보였다. 원자 증기 셀에서 전자기파의 군속도를 변화시키는 요인은 원자의 밀도변화와 원자간 충돌이 있다. 온도에 따른 원자 밀도의 증가는 전자기파와 반응하는 원자의 개수를 증가시켜서 전자기파의 군속도를 느리게 하지만, 원자간 충돌은 에너지 위상을 변화시키거나 원자 밀도를 변화시켜서 양자 간섭 효과를 저해하는 요소로 작용하여 전자기파의 군속도를 빠르게 한다. 이것은 도플러 효과와 원자간의 충돌을 포함한 이론으로 설명 할 수 있었다.; We observed Electromagnetically induced transparency (EIT) of -type in a Cs atomic vapor cell. A probe beam frequency was scanned to monitor the transition, 6S1/2, F=3 6P3/2, F’=4 while the coupling beam frequency was locked to the transition line, 6S1/2, F=4 6P3/2, F’=4. In result, the EIT signal was observed asymmetrically, We explained due to the three transition lines, 6S1/2, F=4 6P3/2, F’=2, 3, 4 meddle in the generation of EIT signal. In room temperature, we investigated changing of EIT signal on the dependence of temperature. The first, we measured changing a gradient of a dispersion signal of EIT on the dependence of temperature. In result, when cell temperature is 302K, It was found that there exists an optimum temperature where the dispersion slope has a maximum value. Additionally, to confirm this result clearly, when a probe beam is plus we performed an experiment on the dependence of temperature. The result showed similar tendency such changing of a dispersion gradient. Primary factors of changing of a group velocity of electromagnetic are changing of an atom density and an atom collision. Because increasing of an atom density on temperature was increasing atom’s number interacting with electromagnetic, a group velocity of electromagnetic is slow. But an atom collision is a factor to embarrass a quantum interference effect due to it change a phage of an energy level or change an atom population. It makes a group velocity of electromagnetic fast. This temperature dependence of EIT signal was well explained by the calculated results considering the Doppler Effect and the atomic coherence relaxation due to the atomic collision.