光学阱中Λ增强型灰色黏团冷却辅助原子装载

Λ增强型灰色黏团冷却技术(Λgray molasses cooling,Λ-GMC)已被广泛用于制备低于亚多普勒温度极限的冷原子样品实验中.本文设计搭建了宽范围、快速调谐的激光系统,其调谐范围最高可达600 MHz.基于该激光系统,于光学微腔中心通过铯原子D2线Λ-GMC冷却辅助腰斑大小为15μm的交叉偶极阱中原子的装载,相比于传统的偏振梯度冷却辅助装载,原子数增加了约4倍,原子温度由25μK降低至8μK.该实验对超冷原子样品实验制备和单原子阵列俘获等研究具有重要借鉴意义.

冷原子温度测量方法的研究进展

随着激光冷却技术的快速发展,冷原子已经成为新兴量子技术的关键平台之一,包括量子传感、量子精密测量、量子模拟和量子计算等。而冷原子温度是冷原子实验的一个重要参数,超低温原子具有碰撞率低、相干时间长、多普勒展宽小等特点,因此对冷原子进行温度测量具有重要的科学意义和应用价值。本文综述了冷原子温度测量方法的研究进展,首先设计并实现了一个简单的方法来快速无损地测量冷原子系综中所选区域的温度;其次从大约20μK的冷原子系综中过滤出亚μK的冷原子,通过实验演示了麦克斯韦妖模型的一种初始形式。

计量量子化、数字化变革下的国内外计量技术发展趋势

美欧发达国家高度重视计量技术发展,将量子、数智等前瞻性、基础性计量技术纳入国家发展战略,抢占科技制高点。近年来,中国在原子频标、冷原子重力计等计量领域取得了突破,已进入国际计量先进国家行列。随着国际计量的量子化、数字化变革,计量不断加速向量子化演进、量传方式逐渐向数智化转型、计量保障技术更加向实战化发展趋势凸显。通过搜集、整理国内外大量计量量子化、数智化和实战化等相关技术文献资料,归纳并分析了计量技术发展趋势,可为计量测试技术发展提供借鉴。

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。

用于测量冷原子温度的时序脉冲发生器的设计

近年来人们在激光冷却和捕获原子方面取得了辉煌的成就.对捕获的冷原子团温度、密度的精确测量也成为一个重要的研究课题.在冷原子温度测量中需要在较短时间内(最长不超过几个毫秒)迅速关断俘获冷原子的磁光阱(包括磁场和光场).作者针对时间飞行法测量冷原子温度对光场和磁场的关断要求,设计并制作了一种简单、实用的可调脉冲延时和脉宽的脉冲发生器,应用其产生的脉冲在较短时间内有效地关断磁场和光场,达到冷原子温度测量的要求.

冷原子吸收法测定尿汞消化方法的比较

目的 通过对3种前处理方法比较,以找出冷原子吸收法测定尿汞最佳的前处理方法。方法 采集30例正常人尿液,分别进行不同的前处理,然后采用冷原子吸收法测定其尿汞的浓度,进行数据分析。结果 这3种前处理方法中,回收率最好的是恒温消化法,其次是冷消化法,再次是热消化法。它们的变异系数分别是:恒温消化法6.80％,冷消化法7.86％,热消化法16.14％。t检验表明3种方法互相之间差异均有非常显著性,恒温消化优于冷消化法和热消化法。结论 冷原子吸收法测定尿汞的消化方法以恒温消化法为最佳选择。

亚干式深孔加工中的低温冷风雾化技术

结合干式切削加工的特点和深孔加工的特性,提出了将干式切削技术应用于深孔加工的设想,制定了运用低温冷风冷却、排屑及切削液雾化润滑刀具的亚干式深孔加工方法,并对其工作原理及在深孔加工中的具体运用进行了系统的分析和探讨,从而使干式切削技术的应用范围更广泛。

应用慢速原子束制备冷原子粘团的研究

冷原子粘团的制备是喷泉钟研制的关键步骤之一。通过慢速原子束加载获得冷原子粘团,应用荧光收集法测量了冷原子粘团的原子数目,采用飞行时间法测量了冷原子粘团温度。冷原子粘团中原子数目在加载时间200 ms的情况下为(8.14±0.2)×107,温度为(10.72±0.69)μK。

超冷原子气体温度测量方法的探讨

介绍了对超冷原子气体温度测量的方法．详细阐述了我们在实验中应用两种测量方法——时间飞行法和吸收法对超低温度的铷原子进行测量．对这两种方法的测量理论进行了简要分析,并对这两种方法的测量精度作了对比说明．

一种精确测量原子喷泉冷原子团温度的方法

冷原子团的高斯半径和温度是用来描述冷原子团,反映冷原子特性的主要参数.本文提出了一种新型的测量冷原子团高斯半径和温度的方法,采用过饱和近共振激光束照射冷原子团,原子由于吸收了光子动量偏离原来的运动轨道,而不能被探测系统所探测.根据冷原子团的原子分布规律,理论上构建了物理模型,通过改变作用于冷原子团的推除光的尺寸来控制被推除的冷原子数目,计算得到了不同高斯半径的冷原子团剩余原子数目与推除光尺寸的关系.以国家授时中心铯原子喷泉为实验平台,利用横向偏置的刀口光阑在不同下落高度控制作用于冷原子团的推除光尺寸,测量出不同高度的剩余原子数目随推除光尺寸的变化情况.应用理论公式拟合实验数据,最终得到冷原子团在磁光阱中心正下方10 mm和160 mm处的高斯半径分别为的准确性和可重复性,在同一实验条件下用刀口法和飞行时间法对冷原子团温度进行了测量与对比,最终得到两种方法的测量结果基本一致.

高温处理-冷原子吸收法测定土壤样品中总汞含量

对样品预处理温度、氧气流量、燃烧时间、吸收效率等工作条件作了最佳确定。测定 12份样品平均汞含量0 .0 6 5 μg,标准差为 0 .0 0 13,变异系数为 2 .0 7%。回收率范围为 97%～ 10 5 %。对方法进行了对比试验 ,结果表明 ,本法优于硝酸 -硫酸 -五氧化二钒法。所建立的分析方法准确度高 ,精密度好 ,对测定无干扰 ,结果准确可行。

基于拉曼泵浦-探测光谱的冷原子温度估算

提出了基于拉曼泵浦-探测技术得到的原子吸收谱线获取冷原子温度的方案,并将其应用于85Rb原子磁光阱中。实验中,原子在囚禁光和探测光的共同作用下发生受激拉曼跃迁,产生亚自然线宽的类色散峰,通过把该类色散峰与理论模型进行拟合估算出被囚禁85Rb冷原子团的温度为230μK。相对于飞行时间测温法,该方案提供了一种简捷的测量冷原子温度的方法。

控温消解-冷原子吸收方法测定水果蔬菜中微量汞

应用程序控温－湿法消解－氢化物发生－冷原子吸收光谱法对水果蔬菜中的汞的定量方法进行了研究和探讨。对程序控温消解仪的消解条件、氢化物－冷原子吸收的测定条件进行了探讨。在本文选择的条件下，回收率为８６．９９％～１０８．００％，相对标准偏差为４．６％～１０．８％。该方法与国家标准方法相对照，无明显差异。

冷原子腔体的设计与实验研究

为满足冷原子的各类量子实验,设计了用脉冲管制冷机冷却的冷原子腔体。采用ANSYS软件建立了冷原子腔体低温组件模型并进行热模拟,得到其整体的漏热主要是通过低温组件和真空罩内壁的辐射换热,并分析了接触热阻对于样品腔均温性的影响。同时开展了超真空低温条件下的测量实验,分析并改进铂电阻温度计不同安装方式对于测温的影响,实现了低温条件下温度计的绝缘、粘接和测量,同时验证了模型的准确性,最终得到均温性小于10 mK,真空度达到10^(-8)Pa的冷原子腔体系统。

冷原子吸收法测定饮用水中的汞

冷原子吸收法测定水中汞含量较常规的双硫腙法灵敏度、准确度都高,是目前较为常用的检测手段,但由于汞易挥发、易被器壁吸附,在分析过程中较难控制,通过样品的消化、加固定剂以及控制操作条件可以得到改善。

采用短程飞行时间吸收谱测量冷原子温度时参数误差的影响

详细介绍了短程飞行时间吸收谱测量冷原子温度的基本模型和实验方法.在对铯原子磁光阱中冷原子温度测量的基础上,分析了初始时刻冷原子云中心到探测光束中心的垂直距离、冷原子云初始半径、探测光束半径三个参数的误差分别对于通过短程飞行时间吸收谱测量冷原子温度时所带来的影响,并比较了这些参数各自的影响程度.

激光冷却铷原子喷泉钟的微波谐振腔设计

对自行研制的激光冷却铷原子喷泉钟的微波谐振腔进行了分析和设计,确定了需要的微波谐振腔基本参数。对影响微波谐振腔共振频率的因素进行了分析和研究,得到了共振频率随环境因素的变化规律。这些对调节微波腔共振频率和提高原子钟的准确度有重要意义。还对研制的微波谐振腔进行了测试,结果表明微波谐振腔的性能满足激光冷却铷原子喷泉钟的要求。由测试结果进一步估算了微波谐振腔引起的横向腔相移。

采用简化的飞行时间荧光成像法测量冷原子样品的等效温度

本文介绍了用于冷原子样品等效温度测量的简化的飞行时间荧光成像法。将用于激光冷却和俘获原子的冷却光,代替标准的飞行时间荧光成像法中额外引入的探测光。在铯原子磁光阱基础上,通过进一步采用偏振梯度冷却技术使冷原子等效温度有效地降低。采用简化的飞行时间荧光成像法测量的铯原子气室磁光阱(光学粘团)的等效温度,典型值为TY≈22.3±2.2μK,TZ≈15.4±2.7μK(TY≈11.6±1.1μK,TZ≈2.8±1.2μK)。本文中的简化飞行时间荧光成像方案,在不牺牲冷原子样品等效温度测量的精度和准确度情况下,更容易在实验中执行和推广,对于应用于冷原子微波原子钟、冷原子光频原子钟、冷原子干涉重力仪等量子精密测量领域,以及采用冷原子样品进一步开展量子光学、量子信息处理等领域的研究工作,具有积极意义和良好的推广价值。

一种新的测量大尺度冷原子团温度的方法

报道了一种新的测量大尺度冷原子团温度的方法。这种方法利用反亥姆霍兹线圈产生四极磁场,探测光沿着竖直方向逐点测量冷原子团的分布情况,获得冷原子团在不同自由下落时间下的密度分布曲线,进而拟合出冷原子团的温度值。通过实验,利用这种方法测量了积分球中冷原子团的温度,为73±12μK,并与飞行时间(TOF)方法的测量结果进行了比较。