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近年来,在激光领域中发展了一种先进的新技术,叫做激光致冷.使用这种技术,可以大幅度地减小原子、离子的振动幅度,从而使他们的温度阵得极低,可以低到绝对温度lmK.因此,这种技术在原子物理、超高分辨率光谱等领域中,有着广阔的应用前景. 激光致冷的设想,最早是由T.Hansch和D.Wineland等人在1975年提出的.他们的目的是为了减少多普勒加宽对高分辨率光谱的影响. 光作用在物体上的力是激光致冷技术的物理本质.早在1873年麦克斯韦就利用电磁理论计算了这种力.二十世纪初发展起来的量子理论,充分证实了光压的存在.1933年在实验上观察到了原子吸… 相似文献
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利用由预估校正法和时域有限差分法求解全波Maxwell-Bloch方程得到的数值解,研究了超短脉冲激光在稠密的三能级原子系统中的频谱演化规律.研究发现:不管是在稀疏介质中还是在稠密介质中,由于自相位调制作用,频谱均被展宽,而在稠密介质中频谱的宽度要远大于稀疏介质中的情况,这主要是由于近偶极-偶极作用导致的.在稠密介质中... 相似文献
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提出了一种用于块状Tm3 掺杂玻璃ZBLANP(ZrF4-BaF2-LaF3-NaF-PbF2)激光致冷的新方案,即通过两组相互垂直的高反射率平面镜的多次反射,增加对抽运光的吸收,为了减少抽运光在样品表面入射时的反射损失,抽运光以布儒斯特角入射。重点就该方案的样品致冷温度和时间常量进行了详细的理论计算与分析,从理论上分析了入射激光功率为1 W时致冷功率和反射次数的关系,研究了不同入射激光功率下致冷温度和反射次数的关系。结果表明,入射激光功率分别为3 W、4 W5、W时,样品可以分别从室温(300 K)被冷却到275.7 K、267.4 K、259.1 K。特别是在入射激光功率为4.5 W时,样品从室温开始被冷却到263.2 K,即致冷后样品的温度下降了36.8K,比传统致冷方法提高了约53.3%,相应的致冷时间常量为22.7 min。 相似文献
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采用高温固相法在1 300℃煅烧2小时制备了不同浓度Dy~(3+)离子掺杂的YNbO_4微晶粉末,测量了样品的X射线衍射谱,结果表明生成了纯相YNbO_4微晶结构。采用漫反射积分球和光纤光谱仪测量了样品吸收谱,并通过Judd-Ofelt理论计算了Dy~(3+)掺杂YNbO_4微晶粉末样品的光谱强度参数Ω_2、Ω_4、Ω_6,以及实验和理论振子强度。测量了监测波长为577 nm的样品激发谱,结果表明在260 nm处有一个强激发峰,其主要由YNbO_4晶格吸收产生,在其他波段还有几个较强激发峰,主要归因于Dy~(3+)离子的4f-4f跃迁。测量了270 nm和360 nm波长激发下的发射谱,观察到了相似的发射峰分布。通过不同Dy~(3+)掺杂浓度样品发射峰比较,发现了浓度猝灭效应。根据能量传递理论分析表明,Dy~(3+)离子的浓度猝灭属于电偶极-电偶极相互作用。最后,计算了样品的CIE色坐标,发现最接近于白光区域的色坐标为(0.219, 0.166)。 相似文献
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用4415.6(?)CW激光线获得了~(39)K_2分子C~1II_u(v′=0,J′=105)-X~1∑_g~+(v″=1~10,J″=105)Q支激光诱导荧光(LIF)光谱.用最小二乘法拟合出了~(39)K_2分子X~1∑_g~+态振动常数和C~1II_u态电子谱项值T_e.光谱分析表明C~1II_u态T_e=22968cm~(-1)是合适的.用~(39)K_2分子Morse势计算了(V′=0,J′=105)-(v″=1~10,J″=105)跃迁的Franck-Condon因子和跃迁强度,强度计算值和激光诱导荧光光谱测量值之间有令人满意的符合,进一步的r重心近似分析给出了~(39)K_2分子C~1II_u→X~1∑_g~+电偶极跃迁矩R_(?)随核间距r的归一化变化率为-0.157~-0.168 debye/(?)(4.22(?)相似文献
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A method of producing and confining ultracold electron-ion plasma with a strongly nonideal ion subsystem is considered. The method is based on the laser cooling of plasma ions by the radiation resonant with the ion quantum transition. A model is developed for the laser cooling of recombining plasma. Computer simulation based on this model showed that the ion nonideality parameter can be as large as ~100. The data obtained demonstrate that the production of ultracold nonideal plasma is quite possible. 相似文献
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In coherent state representation and in the absence of rotating wave approximation,the analytical forms of the eigenenergies and eigenfunctions of a trapped ultracold ion interactingwith a travelling wave laser are presented for some particular detunings. The differencebetween the standing wave laser and the travelling one radiating a trapped ultracold ion isalso pointed out. 相似文献
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通过激光冷却技术在磁光阱中俘获原子数约107,温度约200 μK,直径约400 μm的超冷铯原子,利用超冷铯原子光缔合方法制备了激发态的超冷铯分子。实验研究了光缔合光不同扫描速率对铯分子振转光谱分辨率的影响,发现光缔合光扫描速率较慢时,铯分子振转光谱分辨率较高。通过高灵敏的雪崩光电探测器探测冷原子荧光,获得了超冷铯分子第一激发态6S1/2+6P3/2离解限0-g长程态高分辨振转光谱。为了实现受控拉曼光缔合制备超冷基态分子,光缔合激光频率需要锁定在原子-分子共振跃迁线,对超冷原子光缔合光谱进行了超低频波长调制,通过改变调制幅度和调制频率获得最优化的一阶微分信号,将该信号反馈回激光器,实现闭合环路稳频,满足了受控拉曼光缔合制备振转能级可控的基态分子的实验要求,该工作对研究受限空间中的超冷原子分子具有很重要的意义。 相似文献
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B. B. Zelener S. A. Saakyan V. A. Sautenkov A. M. Akulshin E. A. Manykin B. V. Zelener V. E. Fortov 《JETP Letters》2014,98(11):670-674
A setup for laser cooling and confining of 7Li atoms in a magneto-optical trap has been built. The possibility of cooling and trapping of 7Li atoms in a wide range of frequency detuning of the cooling laser has been proved experimentally. Independent information on the density and number of ultracold 7Li atoms on various ground-state sublevels, as well as on the temperature of the atoms, has been obtained with the use of a probing tunable laser. This information is important for preparing an ultracold plasma and Rydberg matter. 相似文献
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激光冷却及其在科学技术中的应用 总被引:5,自引:0,他引:5
这篇文章回顾了近20以来激光冷却原子气体的发展历史,同时概述了激光冷却的各种物理机制,还介绍了超冷原子物理在量子物理学和高科技应用中所取得的重要成就,包括气体原子的玻色-爱因斯坦凝聚、原子钟和原子干涉仪。 相似文献
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Chemistry in the ultracold regime enables fully quantum-controlled interactions between atoms and molecules,leading to the discovery of the hidden mechanisms in chemical reactions which are usually curtained by thermal averaging in the high temperature.Recently a couple of diatomic molecules have been cooled to ultracold regime based on laser cooling techniques,but the chemistry associated with these simple molecules is highly limited.In comparison,free radicals play a major role in many important chemical reactions,but yet to be cooled to submillikelvin temperature.Here we propose a novel method of decelerating CH3,the simplest polyatomic free radical,with lithium atoms simultaneously by travelling wave magnetic decelerator.This scheme paves the way towards co-trapping CH3and lithium,so that sympathetical cooling can be used to preparing ultracold free radical sample. 相似文献
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The study of low density, ultracold atomic Fermi gases is a promising avenue to understand fermion superfluidity from first principles. One technique currently used to bring Fermi gases in the degenerate regime is sympathetic cooling through a reservoir made of an ultracold Bose gas. We discuss a proposal for trapping and cooling of two-species Fermi–Bose mixtures into optical dipole traps made from combinations of laser beams having two different wavelengths. In these bichromatic traps it is possible, by a proper choice of the relative laser powers, to selectively trap the two species in such a way that fermions experience a stronger confinement than bosons. As a consequence, a deep Fermi degeneracy can be reached having at the same time a softer degenerate regime for the Bose gas. This leads to an increase in the sympathetic cooling efficiency and allows for higher precision thermometry of the Fermi–Bose mixture. 相似文献
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新的物理现象的发现往往得益于新实验技术的发明,制冷技术的进步推动了包括凝聚态物理学和原子物理学等现代科学多个领域的重要发现,并促进了超导强磁铁、冷冻电镜等需要极低温度条件的新技术的发展.近年来,随着激光冷却技术的发明和不断发展,人们得以在极端低温下开展统计力学和量子力学相关的实验研究,迄今,人们已经实现了玻色-爱因斯坦凝聚态这种新奇的物态,并掌握了在单原子尺度开展量子调控研究的能力.同时,由于描述量子多体系统的希尔伯特空间的维度随系统粒子数呈指数增长,即便使用经典超级计算机处理此类问题也仍面临巨大困难,这使得基于超冷原子、离子、超导等体系的量子模拟研究成为热点.人们通过前所未有的调控能力制造人工量子系统,再直接调控并观测其量子相变过程,这为研究强关联量子系统提供了一条崭新的途径.在获得极限低温的道路上,基于热力学定律的传统制冷技术能够达到的温度极限在mK量级,但激光冷却技术却另辟蹊径,巧妙地运用光与原子的相互作用,将原子的温度降低到nK量级,这大大推动了基于超冷原子的量子模拟研究的发展.尽管激光冷却技术获得的超冷原子的温度是传统制冷技术远不能及的,但由于中性原子间相互作用强度很弱,转换成温度一般在nK级别,这意味着要观测超冷原子强关联体系中的量子多体行为,就需要进一步降低原子体系温度以减小热涨落带来的影响,这也是当前超冷原子量子模拟研究中最关键的问题之一.在本文中,我们对原子冷却技术的发展进行了回顾,总结了20世纪70年代至今超冷原子技术的突破性进展,并从调控体系的熵的角度分析并展望了超冷原子低温技术未来发展方向. 相似文献