锶光钟Zeeman减速器中截止速度对蓝磁光阱原子数的影响

基于分布函数理论,分析了Zeeman减速器中截止速度对蓝磁光阱装载的影响,研究了Zeeman减速器中截止速度与蓝磁光阱俘获原子数目之间的关系,对比了分布函数理论和通用理论两种模型的拟合结果,结果表明,分布函数理论模型能更好地描述两者之间的关系。利用多匝Zeeman减速器对进入蓝磁光阱的热原子束进行减速,制备了锶光钟的冷原子样品。在光钟系统研制中,利用分布函数理论对Zeeman减速器进行了优化设计,提高了Zeeman减速器的工作效率,为实现更高效更紧凑的Zeeman减速器及光钟小型化提供了参考。

锶光钟小型化Zeeman减速器的研制

本文聚焦于小体积、低能耗和高减速效率的Zeeman减速器的研制,首先在12组通电线圈磁场的基础上制作了环状永磁体,但是测得永磁体在MOT腔中心位置剩余磁场仍有27Gauss,严重影响锶原子的一级冷却与俘获。针对这一问题我们研制了长度为10cm的小型线圈减速器,同时为减少线圈发热进一步提出对称磁场理论。用小型减速器装配物理系统后,我们对锶原子束的速度分布曲线进行探测与分析,可知锶原子束的最概然速度由460m/s减小至75m/s,减速后的原子在磁光阱中被进一步冷却,实现了锶原子的一级冷却与俘获,通过荧光收集法测出俘获原子数目为2×10^6,在加入679nm和707nm反抽运光后,俘获原子数目提升了约7倍。