Untersuchung elektromagnetisch induzierter Transparenz für das kontinuierliche Vier-Wellen-Mischen

Kontinuierliche, kohärente Strahlung bei der
1S-2P-Übergangsfrequenz des Wasserstoffatoms, kurz Lyman-alpha,
wird eine Schlüsselrolle bei Experimenten mit Antiwasserstoffatomen
spielen: Sie ist zum Laserkühlen und zur Spektroskopie
unumgänglich. Für die Lyman-alpha-Strahlung gibt es seit einigen
Jahren eine Reihe gepulster Quellen, deren Effizienz beim Kühlen
gefangener Atomen allerdings durch die Repetitionsrate und
Bandbreite limitiert ist. Daher wurde vor wenigen Jahren in der
Arbeitsgruppe von Prof. Hänsch eine kontinuierlich kohärente
Lyman-alpha-Quelle durch Vier-Wellen-Mischen in Quecksilberdampf
realisiert. Die vorliegende Arbeit geht der Frage nach, wie durch
elektromagnetisch induzierte Transparenz die Konversionseffizienz
des Vier-Wellen-Mischens erhöht werden kann. Erstmals wurden in
Quecksilberdampf gemischte Zustände induziert und eine Aufspaltung
des Ein-Photonenübergangs 6^1S->6^3P und des
Zwei-Photonenübergangs 6^1S->7^1S beobachtet. Dazu wurden
kontinuierliche Laserlichtquellen für 254 nm und 408 nm aufgebaut,
die jeweils in der Frequenz soweit durchgestimmt werden können, daß
Spektroskopie an allen natürlichen Quecksilberisotopen vorgenommen
werden konnte. Die im Experiment beobachteten Effekte werden durch
Rechnungen im Dichtematrixformalismus unter Berücksichtigung von
Dopplerverbreiterung und endlicher Wechselwirkungzeit
wiedergegeben. Dabei wurden auch Besonderheiten der
Zwei-Photonenabsorption im von zwei starken kohärenten Lichtquellen
getriebenen Drei-Niveausystem untersucht und im Modell der
bekleideten Zustände erklärt. Aus den Ergebnissen der vorliegenden
Arbeit lassen sich Anforderungen an eine künftige Apparatur
ableiten, welche die Erzeugung von kontinuierlich kohärenter
Lyman-alpha-Strahlung mit hoher Konversionseffizienz ermöglichen
wird.