MAGNETO-OPTICAL EFFECTS IN RUBIDIUM VAPOR AND NITROGEN{VACANCY CENTERS IN DIAMOND

Abstract

Promocijas darba pirmā daļa apraksta gaismas polarizācijas plaknes griešanu, ierosinot rubīdija pāreju 52S1/2 −→ 62P1/2. Šajā daļā tiek apskatīta daļēji izšķirtas supersīkstruktūras, kā arī pamatstāvokļa repopulācijas, kas notiek caur starp-stāvokļiem, ietekme uz rotācijas signāliem. Otrā promocijas darba daļa ietver modeļus, kas izveidoti, lai aprakstītu optiski detektējamas magnētiskās rezonanses signālus un dinamiskās kodola spina polarizācijas signālus slāpekļa–vakances centros dimanta kristālā. Izstrādātie modeļi ir balstīti uz Liuvilla vienādojumiem kvantu sistēmām. Visu promocijas darbā izstrādāto modeļa testēšanai tika izmantoti eksperimentālie dati. Atslēgas vārdi rubīdijs, nelineāra magneto-optiskā gaismas polarizācijas plaknes rotācija, slāpekļa–vakances centri, supersīkstruktūra, līmeņu krustošanās, dinamiskā kodola spina polarizācija

The first part of the dissertation is focused on nonlinear magneto-optical rotation (NMOR) for the rubidium 52S1/2 −→ 62P1/2 transition. This part describes the influence on rotation signals of partially resolved hyperfine structure as well as repopulation of the ground state via intermediate states. The model was validated using experimental data. The second part of the dissertation encompasses the development of numerical models that describe optically detected magnetic resonance (ODMR) signals and dynamic nuclear spin polarization of nitrogen–vacancy (NV) centers. The analysis of the models mainly focuses on the magnetic field regions where magnetic sublevels cross. Experimental data is used to test the developed models. Keywords rubidium, nonlinear magneto-optical rotation, nitrogen–vacancy centers, hyperfine structure, level anti-crossing, dynamic nuclear spin polarization