采用蓝失谐空心光束弱驻波场的原子囚禁与冷却

我们提出了一种采用两空心光束干涉形成弱驻波场的重力光学原子阱方案，该方案能实现原子的囚禁和有效强度梯度冷却。我们分析了弱驻波场的强度、强度梯度分布，还计算了原子在弱驻波场中的光学势和瞬时偶极力，最后我们采用Monte—Carlo模拟方法研究了原子在重力光学阱中的动力学特性。

亚微米局域空心光束的产生及其在单原子囚禁与冷却中的应用理论研究

提出了一种采用单模光纤、环形二元相位板和微透镜组成的光束整形系统产生亚微米局域空心光束的方案.根据瑞利-索莫菲衍射积分公式,数值计算了微透镜焦平面附近的场分布,详细研究了空心光束的暗斑尺寸与单模光纤模场半径和微透镜焦距的关系.数值计算结果表明:在微透镜焦平面附近光场分布近似对称,在焦点处场强近似为零,周围场强逐渐增大,形成半径约为0.4μm的三维封闭的球形空心光场区域,即亚微米局域空心光束.当局域空心光束为蓝失谐时,光场中的原子将被囚禁在光场最弱处.若加上抽运光,原子将受到蓝失谐局域空心光束与抽运光共同激发的强度梯度Sisyphus冷却.本文利用该方案产生的亚微米局域空心光束构建单原子的囚禁与冷却器件,并以单个^(87)Rb原子为例,利用Mont-Carlo方法研究亚微米局域空心光束中单原子囚禁与强度梯度冷却的动力学过程,结果表明利用该器件可以获得温度在5.8μK量级的超冷单原子.

全光学冷却与囚禁^(133)Cs原子玻色-爱因斯坦凝聚的可能性

综述了近年来有关蒸发冷却13 3 Cs原子样品的实验进展 ,分析了磁囚禁13 3 Cs原子玻色 爱因斯坦凝聚 (BEC)的困难 ,并在此基础上提出了一个全光型冷却与囚禁13 3 Cs原子BEC的新方案 .该方案主要由一个来自半导体激光 (λ=0 85 2 μm)的倒金字塔形中空光束重力光学囚禁 (pyramidal hollow beam gravito opticaltrap ,缩写为PHBGOT)和一个来自Ar+ 激光 ( λ =0 5 0 13μm)的圆锥形中空光束重力光学囚禁 (conical hollow beam gravito opticaltrap ,缩写为CHBGOT)组成 .在PHBGOT中 ,冷原子经历了一个有效的中空光束感应的Sisyphus冷却 (也即强度梯度冷却 )和抽运光感应的几何冷却 ,原子温度将被从磁光囚禁 (MOT)温度 (约为 6 0 μK)冷却至几个光子反冲极限 (约为2 μK) ;而在Ar+ 中空光束囚禁 (CHBGOT)中 ,冷原子将被Raman冷却或速度选择相干粒子数囚禁技术 (velocity se lectioncoherentpopulationtrap ,缩写为VSCPT)进一步冷却至光子反冲极限以下 ,并被激光频率高于原子共振频率的 (也即蓝失谐的 )covering光束压缩 .我们就PHB冷却的动力学过程进行了Monte Carlo模拟 ,并计算了Ar+ 中空光束囚禁13 3 Cs原子的光学势 .研究结果表明 ,实现一个全光学冷却与囚禁的13 3

采用消逝波干涉的二维表面微光阱阵列

提出了一种采用两套超大红失谐消逝波干涉和一束蓝失谐消逝波光场来实现原子二维表面微光阱阵列和原子有效强度梯度冷却的新方案,得到了二维表面微光阱阵列的光强分布和光学势分布.研究发现,二维表面微光阱阵列中微光阱的光学势能够有效地囚禁从标准磁光阱中释放的冷原子,并且被囚禁的冷原子能在蓝失谐消逝波光场的作用下产生有效的强度梯度Sisyphus冷却,对87Rb原子而言,原子温度能被冷却到2.56μK.该方案在冷原子物理、原子光学和量子光学领域中有着广阔的应用前景.