原子激光的相位研究

1995年, 捕获原子玻色-爱因斯坦凝聚体的实现,为原子激光提供了物质波源.1999年,德国的Munich 小组和美国国家标准计量局将阱中原子相干地耦合输出,就形成原子激光.但是,由于原子不能产生和淹没,它只能从一种激化模转移到另一种激化模,所以,这样的原子激光持续很短,而要实现长时间的连续原子激光就要不断补充处于确定量子态的原子数.补充进去的原子和阱中的原子如何得到相位的统一,这就需要进一步认识凝聚体和原子激光的相位.一个凝聚体应该具有确定的相位,不同的凝聚体会具有不同的相位.为此,我们首先用量子相位算符计算了凝聚体相位的具体表达式,发现凝聚体的相位与时间有关,由初始相位、非相互作用能和粒子数决定.另一方面,对于具有耦合输出和输入的平均场理论描述的原子激光,我们也得到类似的结果.在Thomas-Fermi 近似下,上述结果就可以表述为,对于一定的原子数,原子阱基本上决定了凝聚体的相位,它相当于光激光中谐振腔的作用.从同一个阱中输出的原子是关联的,而从不同阱中输出的原子,其相干性就无法保证.(OA18)