激光冷却和操控原子:原理与应用

 利用激光进行冷却和囚禁原子,可降低原子热运动速度、实现原子的量子操控,在精密测量等领域具有重要应用。本文概述了激光冷却和囚禁原子技术的发展历程及其基本原理,综述了该技术在玻色-爱因斯坦凝聚、原子钟和原子干涉仪等领域的应用。     

冷原子物理

冷原子物理研究冷原子的产生、冷原子的物理特性及冷原子的应用.具体包括:利用激光与原子的相互作用实现原子的激光冷却与磁光囚禁,利用蒸发冷却、协同冷却等新冷却机制实现超冷原子,利用远失谐光偶极阱、光晶格等新囚禁方法囚禁超冷原子;用Feshbach共振方法调节原子之间的相互作用,从而产生超冷分子、三体Efimov态等少体束缚...     

直接从气室获得3?μΚ超低温铯原子光学粘团

报告了采用直接从铯蒸汽气室而不用磁光阱实现了光学粘团的方法.用此办法得到了3?μΚ的铯的超冷原子团.这是我国目前用激光冷却方法得到的最低温度.具体描述了实验装置和方法,以及测量温度的拟合方法.     

在科学春天留下的遗憾——中国的激光冷却原子研究

中国学者在20世纪70年代末就开始进行激光冷却原子的相关研究,但由于缺少必要的实验设备,这项研究被耽搁了十几年的时间.文章简述了中国激光冷却原子研究的发展历史,并对其中的经验教训进行了初步探讨.     

基于量子理论方法的原子激光冷却机理分析

应用含保守系统和非保守系统的薛定谔方程分析了激光冷却机制,用该理论证明了原子在激光场中被冷却.并预言了原子冷却温度与原子振动频率成正比,该结论与最近在Nature发表的实验结果完全一致.     

激光原子法同位素分离中三维原子分布函数的计算

在激光同位素分离中 ,激光作用区内原子的密度和速度分布对分离过程有重要影响。目前 ,理论上对这个问题的研究还都限于二维情形。该文根据激光同位素分离装置中激光作用区原子密度较低的特点 ,在忽略原子碰撞的条件下给出了一种计算三维空间内原子速度分布函数的方法。利用该方法对小尺度蒸发实验进行计算所获得的结果在定性和定量上都与实验测量符合的很好。     

二能级原子在球面波场下的辐射压力

本文从理论上计算了原子在球面波场中的受力情况，计算结果表明，球面波冷却和捕陷原子的方法具有冷却原子的范围大和捕陷原子的数目多，冷却效率高等优点，并可极大地缩小装置的体积。     

超冷玻色气体中的电磁感应透明

研究了超冷玻色气体中的电磁感应透明现象.利用平均场理论,考虑处于所有能级的原子被光势阱所囚禁,本文导出了系统的色散关系并计算了在超冷原子气体中传播的慢光的群速.     

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。     

双色光绝热冷却原子数值优化的研究

双色光绝热冷却原子方法是近年来发展出的一种不需要依靠自发辐射的激光冷却方法,然而效率不高.通过数值模拟方法优化了双色光绝热冷却的过程,发现存在最佳的双色光场脉冲时间从而获得最佳冷却效果;比较了使用高斯光脉冲和方脉冲这两种脉冲的冷却效果,发现脉冲形式对冷却效果无显著影响.由于该数值模拟方法依赖于光场-原子系统的绝热演化,数值研究表明,降低原子束的速度能够提高冷却效果.最后研究了自发辐射对双色光绝热的影响,发现在脉冲时间较长时自发辐射会降低冷却效果.