锶原子多普勒冷却温度的测量

在实现基于碱土金属锶原子(5s2)1S0→(5s5p)1P1的多普勒冷却实验基础上,分别采用短程飞行时间法和原子吸收膨胀法,测量了锶原子同位素8 8Sr(玻色子)冷原子团温度约为9 mK,87Sr(费米子)冷原子团的温度在2 mK左右,并结合多普勒冷却极限温度理论对实验结果进行了分析。为下一步1S0→3P1的窄线宽冷却提供了良好的基础。

利用解压缩磁光阱技术实现铷87原子的亚多普勒冷却

利用解压缩磁光阱(DCMOT)技术将铷87原子温度降低到多普勒冷却极限温度以下。在磁光阱中获得铷87原子冷原子团,通过减小磁场梯度、降低回泵光功率和增加冷却光失谐量进一步降低冷原子温度。通过研究原子自由飞行后密度随磁场梯度、回泵光功率和冷却光失谐量的变化关系,得到最优化的实验参数.测得DCMOT后原子的温度为129μK,低于铷87原子的多普勒冷却极限温度(144μK)。将低温冷原子直接装载到磁阱中,装载效率为25%。

单离子光频标离子囚禁技术

离子囚禁技术与系统是量子频标、量子计算的核心技术和核心物理参考体系,在精密测量、量子计算、高精度导航定位等领域具有重要的应用价值与应用前景。设计研制了一种基于Paul型离子阱的离子制备与囚禁系统,利用数字PID方法进行多通道多波长激光频率锁定,对离子进行光离化制备、囚禁、激光Doppler冷却。试验系统探测到了单离子的微弱荧光信号,实现了单个离子的稳定囚禁;激光频率漂移由500 MHz稳定至±0.8 MHz,激光冷却温度达到5.53 mK,趋于Doppler冷却极限。

双色激光场对运动原子的激光冷却

研究了双色激光场对运动三能级原子的激光冷却,通过数值计算,分别得到了在不同光强、不同频率、不同传播方向条件下,原子在双色场中冷却的最终温度与双光子失谐的关系。结果表明,当双色激光场的传播方向相同时,冷却原子可以得到更低的温度；当双光子跃迁过程加强时,原子可以实现较单光子过程更低的温度．

激光冷却和捕陷中性原子

深入地论述了激光冷却和捕陷原子研究的意义，系统地介绍了激光冷却和捕陷中性原子研究的历史发展、物理机制及其实验实现方法，并重点介绍了激光冷却和中性原子捕陷的两个重要应用——原子波激射和原子喷泉．

基于激光冷却技术的中性锶原子特性研究

为了研究碱土金属类的中性锶原子在多普勒冷却激光场中的冷却特性,从Heisenberg方程出发,采用激光冷却理论分析得到锶原子在能级跃迁(5s^2)~1S_0^(5s5p)~1P_11维驻波激光光场和3维磁光阱中冷却效果与激光强度、失谐量等冷却激光场参量的关系。结果表明,当锶原子处在1维驻波激光光场中且在弱激光光场、频率小失谐条件下,锶原子所受耗散力与这两个参量呈线性关系,但当两个参量增长至一定程度时耗散力呈现饱和现象;当锶原子在3维磁光阱中且当阱中激光光场的频率失谐为-16MHz时,碱土金属锶原子有最低冷却温度,约为0.76mK。对多普勒冷却光场中性锶原子特性的分析为其它碱土金属类原子的冷却研究提供了一定的理论指导。

激光准直铬原子束研究(英文)

利用多普勒原理对Cr原子束进行横向准直.为了得到好的激光准直效果必须首先把激光的中心频率稳定在偏离Cr原子共振中心频率-5±0.26 MHz的位置上.经过多次的理论与实验得出了优化的实验参量,并且得出如果探测光束与准直光束不平行会造成横向线宽的展宽.根据实验数据选择合适的实验参量,实现利用多普勒原理横向准直Cr原子束,得到准直后Cr原子束的横向发散角为0.48 mrad,横向温度为265μK.

用于研制纳米长度标准的激光准直原子技术研究(英文)

亚百纳米长度计量标准是实现在纳米尺度精确计量的关键器件。我们课题组已利用原子光刻技术研制出了周期为213±0.1nm的光栅,该光栅的周期对应于原子的跃迁频率,具有直接溯源性和高的精确度。理论与实验数据表明原子的横向准直效果是影响光栅对比度的主要因素。因此,文中将介绍几种原子准直技术的优化与估算方法。利用刀口技术分析了激光多普勒准直原子技术的效果。利用CCD收集的荧光分析原子的发散角与横向温度,并考虑与分析了吸收率对测量结果的影响。原子的发散角为0.544 mrad,对应的横向温度为343.8μK。文中还分析了各种实验参数对准直效果的影响。

吸收池中利用辐射压力准直原子束

本文报告了首次在吸收池中准直沟道原子的观察及利用沟道光谱观察钠原子超精细结构,然后同原子束中沟道原子进行了比较,最后提出一种利用能级交叉和汉勒效应进行低于多普勒冷却极限的新冷却机制。 1.吸收池中准直原子的观察 实验中主要思路如下:在光压力作用下,原子速度分布变成了非热平衡分布,原子在零速度附近相空间密度变大。

用短程飞行时间谱对铯MOT温度的测量以及铯MOT中冷原子吸收光谱研究

介绍采用短程飞行时间 (Time -of -flight :TOF)吸收谱测量铯磁光阱 (MOT)中冷原子云温度的实验方案和结果。MOT中冷原子的温度是一个非常重要的参数。与通常的飞行时间荧光谱方法不同 ,我们采用短程飞行时间吸收谱来测量MOT温度。在MOT区域下方h处打一束柱状探测光束 (实验中我们对于h =2mm～ 8mm的情况作了对比研究 ) ,释放冷原子云后在其膨胀和自由下落过程中穿过探测光束即可测得TOF吸收谱 ,由此可推知MOT温度。在直径约 15mm的六束冷却与俘获光每束 8mW功率、相对于铯D2线Fg =4 -Fe =5冷却循环跃迁红失谐约 10MHz、四极磁场轴向梯度约 11Gauss/cm的条件下 ,由h =3mm时典型的短程TOF吸收谱推得相应的冷原子温度约 70 μK ,低于铯原子多普勒冷却极限TD=12 5 μK。此外 ,在冷却光及repumping光均开启的情况下 ,我们还对于MOT中冷却与俘获的铯原子的吸收光谱进行了研究 ,并使用Dress原子模型作了相应的分析。

激光器及激光在尖端科学实验中的作用

随着1960年世界第一台激光器的产生,近50年激光器得到了广泛应用。本文略述激光和激光器的产生,并简述了激光在尖端科学实验中的重要应用。列举了多普勒冷却、光学粘胶与激光原子阱、激光粒子“透视眼效应”和强场激光的应用等。

量子光学

O431 99042101K(K】2)光子Jaynes-Cummings模型中自发辐射场的位相演化特性=Properties of phase evolution ofspontaneous emission in the K—photon(K】2)Jaynes-Cummings model[刊,中]/李博峰(黑龙江省教育学院物理系.黑龙江,哈尔滨(150080)),马爱群(哈尔滨大学.黑龙江,哈尔滨(150020)),张学如(哈尔滨工业大学应用物理系.黑龙江,哈尔滨(150001)),吕其光(哈尔滨师范专科学校物理系.黑龙江,哈尔滨(150080))∥光学学报.—1998,18(8).—1040-1044应用Pegg-Barnett(PB)位相理论,研究了K光子Jaynes-Cummings(J-C)模型中自发辐射场的位相演化特性。

刀口法测量铬原子激光冷却温度

介绍了刀口法测温原理。在自主研制的铬原子光刻系统上,利用稳定到52Cr的7S3→7P04跃迁上的真空波长为425.5 nm的激光,对高温原子炉喷射的铬原子束进行了一维多普勒冷却准直。设计搭建了刀口法测温实验装置,对激光多普勒冷却准直效果进行了定量评价。在激光功率为45 mW,失谐量为-2.5 MHz,光斑大小为1 mm×20 mm的条件下,观察到了明显的冷却现象。在此基础上采用刀口法测温,测得激光冷却后铬原子束角分布的半峰全宽为(0.616±0.007)mrad,横向温度为(418±10)μK。这些结果为优化调整铬原子束激光冷却准直实验提供了依据。

激光准直Cr原子束的实验研究

利用多普勒原理对Cr原子束进行横向准直.应用激光感生荧光技术稳定激光器的频率,把激光器的中心频率稳定在偏离Cr原子共振中心频率-5±0.26MHz的位置.根据理论计算出准直激光束的最小尺寸为13.7mm.根据实验数据选择合适的参数,实现利用多普勒原理横向准直Cr原子束,使原子束的横向分布缩小到原来的13.

中性单原子囚禁取得新进展

中科院武汉物理与数学所波谱与原子分子物理国家重点实验室詹明生研究组通过蓝失谐与红失谐光偶极势的叠加，使微型光阱中单个原子经过亚多普勒冷却后进人兰姆．迪克区，为进一步将单原子冷却到运动基态奠定了基础。他们将蓝失谐中空光束和红失谐高斯光束重合，形成双色远失谐偶极阱（BFORT），有效地压缩了单原子的囚禁体积，提高了径向谐振频率，