原子激光器与非线性原子光学：现代原子物理学的新进展

介绍了当前原子物理实验研究的两项最新突破：准连续全方位可调谐原子激射器（又称原子激射器）以及世界第一个非线性原子光学实验。前者在实现高亮度、高相干性原子激射器的研究方面迈出了极其重要的一步,后者则首次证明了物质波的多波混频效应,从而开辟了一个崭新的研究领域。     

腔损对单原子微激射器中产生稳定四阶与振幅平方压缩态的影响

研究了利用相干陷落方法在单原子微激射器中产生具有四阶压缩和振幅平方压缩性质的稳态腔场.结果表明,在目前微激射器实验的腔损条件下,如果注入腔中的原子初始处于相干态,只要原子束的通量适当大,当原子在腔中的飞行时间满足陷落条件时,腔场可进入相干陷落态,此时腔场呈现稳定的四阶压缩和振幅平方压缩性质 关键词：     

原子的波动性

激光冷却所达到的低温明确地显示出量子力学最使人着迷的结论之一:原子和其他一些实物粒子的波动性,这是路易·德布罗意早在1924年就预言了的①.越冷的粒子,越能显示出它们的波动性.近年来,两个新的很活跃的领域显示出与光的波动光学同样的效应:原子光学和原子干涉度量学.     

利用单原子微激射器产生非经典腔场

本文研究了通过相干陷落方法的单原子微激射器的高品质超导腔中产生具有稳定的非经典性质的腔场，以及实现这样一些场的动力学过程。     

原子激射器：相干原子束发生器

扼要介绍了原子激射器的原理、理论模型和首次实验报道，比较了原子激射器和光激射器的相似与不同，并评述了有关研究的前景和可能应用     

弱相互作用对原子激射器势场有效性及原子数增益的影响

采用Thomas-Fermi近似,研究了弱相互作用对原子激射器势场有效性的影响,给出了有效势场和无效势场的条件,导出了广义幂律势阱中原子激射器的原子数增益与温度及相互作用的关系.结果表明:排斥相互作用有助于原子激射器粒子数增益的增加,吸引相互作用导致原子激射器粒子数增益的减小,降低温度对于原子激射器粒子数增益总是有效的...     

冷原子穿越激光束的量子隧穿时间

原子通过激光冷却技术能够被制备在低温状态，这时冷原子云会展现出量子力学的波动性.研究了一束冷原子入射到一个蓝失谐的激光束上所表现出的量子力学隧穿效应.蓝失谐的激光束相对于冷原子而言等效于一个量子力学势垒.根据二能级模型，在理论上分析了具有内部结构的原子矢量物质波穿过激光束的量子力学反射与透射，特别是对原子穿越激光束所需的时间——量子隧穿时间进行了详细的研究.量子力学波动性使得冷原子穿越一个激光束时明显地展现出与经典粒子(热原子)不同的结果. 关键词： 冷原子 原子光学 量子隧穿     

让相干原子束更像激光

激光具有极佳的准直性以及随之而产生的无与伦比的聚焦性能．激光的应用遍及当今世界从高技术武器到摇滚音乐会场的各个领域．１９９５年,碱金属原子的玻色－爱因斯坦凝聚（ＢＥＣ）实验获得成功．之后不久,理论物理学家就作出了预言,从超冷的ＢＥＣ中可以发射像激光一样的相干原子束．１９９７年,麻省理工学院的Ｋｅｔｔｅｒｌｅ小组令相干原子流从捕获的ＢＥＣ中“滴出”,获得了物质波激射的雏形．随后,德国马普量子光学所（慕尼黑）的ＴｈｅｏｄｏｒｅＨ¨ａｎｓｃｈ小组和美国耶鲁大学的ＢＰＡｎｄｅｒｓｏｎ等也分别做出了有…     

原子光学讲座 第三讲 非线性原子光学

随着玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）的实现及其非线性效应研究的快速发展，原子光学的一门新兴分支学科——“非线性原子光学”已初步形成，并取得了一系列重大的实验进展．文章重点介绍了非线性原子光学的研究内容、实验结果及其最新进展，主要包括原子孤子、原子物质波中的四波混频、光速减慢与负群速现象、超流及涡流（vortex）、Josephson效应和物质波的相位相干放大等．     

物质波在原子波导中传输时的波导衔接激发

物质波在原子波导中的传播特性是原子光学的重要研究课题之一.在原子光学集成化的设计中，将会遇到物质波从一段波导向另一段不同波导内的传输问题.由于不同波导的物理参数在衔接处的跳变，原子波的传输特性将在波导衔接处产生改变.研究了原子波在两段波导管衔接处的模式激发以及与此相关的物理现象.根据薛定谔方程，利用波导本征模式展开理论，分析了物质波的反射和激发与波导管特征参数以及物质波入射动量之间的关系，并给出了抑制处于基态模的物质波向高阶模式激发的条件. 关键词： 原子光学 原子波导 激发 模式截止     

用于原子干涉仪的拉曼光的制备

原子干涉仪是利用原子物质波的特性而实现的干涉仪,广泛应用于精密测量领域.在原子干涉仪中,通过拉曼光对原子进行相干操作,拉曼光的质量直接影响着干涉仪的技术指标.基于注入锁定技术,采用普通半导体激光器、声光调制器,实现了功率、频率和位相稳定的拉曼光的制备,并对拉曼光的相位噪声技术指标进行了测试.     

对抛式冷原子陀螺仪中原子运动轨迹的控制

冷原子具有很小的速度,很窄的速度分布以及良好的相干特性,利用冷原子物质波干涉特性可实现原子干涉仪,具有萨格奈克效应的原子干涉仪即原子陀螺仪,可精密测量转动速率. 冷原子轨迹的精确控制对提高冷原子陀螺仪的测量精度有着重要的意义,文章报道了利用直接数字频率综合器,实现对双向对抛冷原子运动轨迹的精确控制. 关键词： 冷原子 原子陀螺仪 直接数字频率综合器     

原子干涉仪和原子光学研究的最新进展

综述了近年来原子干涉仪和原子光学研究领域研究领域工作的最近进展。重点介绍了德布罗意原子物质波干涉仪的基本物理原理，原子的杨氏双缝干涉实验，利用受激拉曼跃迁的原子干涉仪和Ｒａｍｓｅｙ原子干涉仪。     

超冷原子物理学与原子光学(续完)

3　原子光学激光冷却中性原子技术的发展成熟 ,不只是促进超冷原子物理学这个新的研究领域产生和发展起来 ,还同时推动了另一个新的研究领域———原子光学的形成和进步 .原子光学是原子物理学与光物理学的交叉新领域 .在这个新领域中 ,人们类似光物理中处理光 (光子 )那样来处理原子 .从物质粒子与光子在波粒二象性方面的对称地位 ,很容易理解出现相应的物质粒子光学的必然性 .实际上 ,电子光学已经存在了相当一段时间了 (由于发展电子显微镜技术 ) ,类似的研究还有离子光学 ,中子光学等 .上述意义下的原子光学研究 ,最早应该追溯到 1 92 9…     

物质波的群速度与德布罗意关系

由光的波粒二象性引发了关于实物粒子波粒二象性的设想。德布罗意认为:质量为m,以速度u运动的粒子,从波动性的角度来看,具有波长λ和频率v。这种与实物粒子相联系的波称为物质波。与光子一样,粒子的能量、动量、波长、频率之间遵从关系式:     

关于量子力学中引入波粒二象性的教学尝试

量子力学是近代物理学的基础理论之一，也是伴随着假设争论建立起来的理论。然而在教学过程中，若直接给出波粒二象性这一基本假设，学生理解起来会显得尤为困难。因此基于教学实际和前人的研究，本文从经典的电磁理论出发，根据波动光学和几何光学的描述方法，以及程涵方程的形式，假设光对应一种实物粒子。进而由普朗克的量子化条件，讨论了光的波动性和粒子性之间的联系，推导出了普朗克-爱因斯坦关系以及德布罗意关系，体现了光和实物粒子的波粒二象性。     

原子物质波的聚焦及其原子透镜

介绍了原子物质波的聚焦的基本原理，即原子透镜的工作原理，又对几种类型的原子透镜及其对原子物质波聚焦的优劣性进行了介绍，描述了原子透镜在原子光学中的应用。     

冷原子干涉仪及其应用

1前言原子干涉仪是利用原子物质波的特性而实现的干涉仪,其原理类似于光学中著名的杨氏双缝干涉仪,如图1所示.由于温度极低的冷原子物质波具     

铷激射器频率的光强和温度效应研究

本文从实验上研究铷激射器频率的光强和温度特性,对与光强无关的激射器频率及与此对应的腔频随泡温的变化作了满意的解释。在降低光强影响的同时,提出降低激射器频率的温度效应的可行方案。 关键词：     

平面金属等离激元美特材料对光学Tamm态及相关激射行为的增强作用

本文对具有类EIR色散特性的平面金属等离激元美特材料(planar plasmonic metamaterials, PPM)对光学Tamm态及相关激射行为的增强作用进行了研究. 我们首先运用传输矩阵方法分析了利用PPM结构的色散来增强光学Tamm态对应模式电磁局域密度的可能性. 其次, 我们将具有类EIR特性的PPM与一维光子晶体(photonic crystal, PC)合在一起设计了一种平面等离激元美特材料-光子晶体(PPM-PC)异质结构. 研究发现, 通过在电磁局域密度最高的PPM结构中(或附近)加入增益介质, 可观察到比通常光学Tamm态更强的激射增强效应及更明显的单色性响应. 这些特性使得这种PPM-PC结构有望被应用于低阈值激光器、荧光增强等方面.