原子光激发作为探测扭曲光模式纯度的工具

现代原子物理实验中使用的扭曲光模式可能被平面波辐射的少量混杂所污染。尽管这些混杂在光束强度分布中几乎不显现,却可能严重影响高精度光谱测量的结果。在本研究中,我们提出一种诊断此类平面波污染的方法,其基于分析原子或离子与“扭曲+平面波”辐射相互作用时的磁子能级布居。为从理论上研究子能级布居,我们求解了原子密度矩阵时间演化的Liouville-von Neumann方程。所提方法在Rb中由(线偏振、径向偏振或方位角偏振)涡旋光诱导的电偶极$5s \, {}^{2}\mathrm{S}_{1/2} \, - \, 5p \, {}^{2}\mathrm{P}_{3/2}$跃迁上加以说明,该涡旋光仅含少量污染。我们发现即便微小的平面波辐射混杂也会导致基态磁子能级布居的显著变化。这为原子光谱实验中扭曲光的诊断开辟了新机遇。