超冷铯原子光学偶极阱的过悬浮装载_第1页
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超冷铯原子光学偶极阱的过悬浮装载_第3页
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文档简介

1、超冷铯原子光学偶极阱的过悬浮装载随着激光冷却技术的开展 , 超冷原子的微观俘获与操控成为了当前热门研究 之一, 为原子分子光物理研究提供了新的技术和方法。在获得超冷原子样品的基 础上, 通过蒸发冷却制备了更低温的原子样品 , 即玻色爱因斯坦凝聚和量子简并 费米气体 , 在精密测量、人工标准场等研究领域取得至关重要的应用。为了获得温度足够低的原子样品并对其进行精密的操控和实验研究 , 需将原 子高效的装载到一个磁、光或磁光混合的势阱中。大多数实验研究中 , 人们都尽 可能将原子装载到大体积交叉光学偶极阱中。然而,由于一些原子质量较大 , 在装入光学偶极阱时需用到磁悬浮的方法来 补偿其竖直方向上的

2、重力 , 从而抵消由重力引起的反俘获势 , 获得更高的装载率。 目前, 国际上已有很多小组利用此方法将超冷原子装载到光学偶极阱中 , 并通过 蒸发冷却获得玻色爱因斯坦凝聚。特别地, 对于质量大且具有特殊碰撞性质的铯原子 ,更需要利用磁悬浮的方 法将其高效的装载到光学偶极阱中。 但在磁悬浮光学偶极阱装载过程中存在磁场 线圈电流加载延时的问题 , 使得实验上无法在设定时间获得可以抵消重力的磁场 梯度。超冷原子在磁悬浮过程中受到磁力和重力这对非平衡力的作用 , 在磁力未超 过重力之前 , 原子的剩余重力总是会加速原子 , 从而引起原子的加热效应。 本文将 主要围绕磁悬浮过程中的加热效应展开。理论上研

3、究了不同磁场梯度和作用时间下原子的动力学过程。实验上 , 研究 了磁悬浮光学偶极阱装载过程中磁场梯度及作用时间对装载率的影响 , 利用过悬 浮的方法将三维拉曼边带冷却后的超冷铯原子样品高效的装载到大体积交叉的光学偶极阱中本文研究的主要内容如下 : 一、理论上研究了磁悬浮的光学偶极阱 ,计算了不 同磁场梯度和作用时间下超冷原子的加速度和速度的变化 , 并对结果进行了分析 二、实验上通过磁光阱技术俘获铯原子 , 利用压缩磁光阱、光学粘团、三维拉曼 边带冷却等技术获得超冷原子样品 , 通过调节磁场梯度抵消原子重力 , 将超冷铯 原子样品高效的装载到磁悬浮光学偶极阱中 ; 三、研究了过悬浮磁场梯度和作用 时间对光学偶极阱中超冷铯原子装载率的影响 , 通过过悬浮方法提高了光学偶极 阱的装载率 ; 四、研究了与光学偶极阱最大装载率相对应的过悬浮磁场梯度随作 用时间的变化关系 ,并与相应的实验测量结果进行比较 ,实验与理论吻合很好。 通 过本文的工作 , 对超冷铯原子的磁悬浮光学偶极阱进行了理

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