集成原子光学及其原子芯片

随着原子激光冷却、囚禁与操控技术以及微米、纳米微电子制作技术的快速发展与不断完善,一个新兴的原子光学分支学科—“集成原子光学及其原子芯片”正在形成。本文重点介绍了集成原子光学及其原子芯片的集成方案、实验结果及其最新进展:包括表面微结构原子光学元器件、微磁结构集成原子光学、微光结构集成原子光学和微磁光结构集成原子光学及其原子芯片的设计方案与微制作技术及其最新实验结果。最后,简单总结了原子芯片的设计原则,讨论了芯片设计与研制中尚待解决的问题,并就集成原子光学的潜在应用及其未来发展作一简单展望。     

集成原子光学:原子芯片

原子光学是当前研究得比较热的学科，由于原子激光冷却技术和纳米技术的成熟，原子光学朝着微型化和集成化的方向发展．文章主要介绍了当前集成原子光学的一个焦点——原子芯片及其最新实验进展：包括不同形式的原子导引方式，当前原子芯片的实验工作，原子芯片在玻色—爱因斯坦凝聚(BEC)研究中的应用，以及原子芯片在其他方面的应用前景．     

原子反射镜及其应用

原子反射镜是人们从事原子光学实验研究的重要器件之一.本文将简单综述采用冷原子磁、光操控技术发展起来的诸如消逝波原子反射镜、半高斯光束原子反射镜、周期性磁化的磁带反射镜、周期性排列的永久磁铁反射镜和载流导线磁反射镜等各种原子反射镜的基本原理、实验方案及其最新进展,并就原子反射镜在原子光学实验中的应用作一简单介绍.     

一种新颖的全光型表面原子(分子)漏斗

提出了一种产生全光型表面原子(分子)漏斗的新方案.采用红失谐高斯激光束照明由柱面透镜组成的光学系统，可在透镜焦平面附近产生横向漏斗形光强分布，以构成一表面光波导型原子漏斗.计算了漏斗的光强分布及其光学偶极势与偶极力分布.研究结果表明：该原子漏斗可用于冷原子(分子)的表面光波导、分束器和干涉仪以及微阱囚禁的有效装载，因而在集成原子光学及其原子芯片的研究中有着重要的应用. 关键词： 原子漏斗 分子漏斗 光学偶极势 原子芯片     

原子漏斗及其应用

文章简单介绍了磁、光原子漏斗的基本原理，详细综述了各种原子漏斗方案及其实验结果．这些漏斗方案主要包括采用红失谐高斯光束、蓝失谐消逝波光场和空心光束串联而成的光学原子漏斗，采用载流导线的静磁原子漏斗以及采用磁光凝胶构成的磁光原子漏斗．文章最后还简单介绍了原子漏斗在原子光学领域中的潜在应用．     

用原子芯片操纵中性原子

原子芯片提供了一个稳定、精确且功能强大的实验平台来制备和操纵中性超冷原子。本文概述了近年来原子芯片的研究发展状况，并介绍了原子芯片上微势阱的设计原理以及几个典型的原子芯片实验，然后讨论了芯片实验中的原子损失、加热和退相干机制，最后对原子芯片可能的发展方向进行了预测。     

原子芯片的基本原理、关键技术及研究进展

飞速发展的激光冷却、囚禁与操控中性原子的理论和实验技术不仅促进了人们对微观物质运动规律的认知,而且在精密测量和量子信息领域催生了多项颠覆性的器件与应用.不同于传统复杂庞大的原子光学实验装置,原子芯片通过在硅等基底上制备的表面微纳结构或器件来精准控制磁场、电场或光场,从而在小尺度、低功耗条件下实现对原子的强束缚与相干操控,被认为是一种稳定、精确、功能及扩展性强大的原子及其量子态片上实验平台,具有广泛且重大的应用价值.本文首先简要回顾了原子芯片的发展历程,然后介绍了基于载流导线的微势阱及微导引实现原子芯片的基本原理,并着重讨论了基于载流导线的原子芯片制备技术、测试方法和集成的全链条关键实现技术.随后,本文综述了各国与原子芯片相关的研究计划布局和主要应用进展,指出原子芯片走向实用面临的挑战性问题,并对其未来发展进行了展望.     

用原子芯片操纵中性原子

原子芯片提供了一个稳定、精确且功能强大的实验平台来制备和操纵中性超冷原子。本文概述了近年来原子芯片的研究发展状况,并介绍了原子芯片上微势阱的设计原理以及几个典型的原子芯片实验,然后讨论了芯片实验中的原子损失、加热和退相干机制,最后对原子芯片可能的发展方向进行了预测。     

原子光学讲座第二讲量子原子光学

近年来,有关玻色一爱因斯坦凝聚（BEC）及其量子光学性质的理论与实验研究得到了飞速发展,并取得了一系列重大进展,从而形成了一门原子光学的新分支学科——“量子原子光学”．文章重点介绍了量子原子光学的研究内容、实验结果及其最新进展,主要包括BEC实验研究的重大进展、原子量子态的实验制备、原子激光的产生及其最新进展、BEC凝聚体或原子激光的相干性和费米原子气体的量子简并等．     

激光汇聚Cr原子沉积的原子光学特性研究

利用激光汇聚原子沉积技术,实验上获得了一维Cr层光栅结构.经原子力显微镜测试,其周期常数为（212.8±0.2） nm,约等于激光驻波场波长的一半.根据半经典理论模型,采用Adams-Bashforth-Moulton算法进行数值求解,模拟了同等实验参数条件下的Cr原子运动轨迹,并对其原子光学特性进行分析.结果表明,模拟分析与实验结果符合得较好. 关键词： 原子光学 激光汇聚原子沉积 原子光学特性     

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。     

原子光学讲座第一讲几何与波动原子光学及其器件

文章首先简单介绍了冷原子操纵与控制的基本原理。然后，重点介绍了几何与波动原子光学及其器件的研究内容、潜在应用和最新进展，其中包括：原子束的反射和原子反射镜；原子束偏转（折射）、聚焦成像和原子透镜；原子衍射和原子光栅；原子干涉和原子干涉仪；原子全息学及其技术等。     

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     

中性原子的激光导引及其应用

文章综述了采用中空光纤中红失谐高斯模式,红失谐高斯激光束,中空光纤中蓝失谐消逝波和蓝失谐暗中空光束实现中性原子激光导引的原理,方法和实验及其最新进展,并简单介绍了激光导引原子技术在原子光学领域中的应用。     

原 子 光 刻

介绍了根据量子光学的最新成果——激光冷却和捕陷中性原子的原理而发展出的一种新型纳米级刻印技术——原子光刻.介绍了该项技术的基本原理、总体方案、单元技术及刻印结果,将这项新技术与其他微刻印方法进行了比较,展望了其应用于微电子学等领域的前景. 关键词：     

Development of Transmission Optics for High-Power TEA CO2 Lasers and Methods of Increasing Laser-Radiation Resistance of Materials for High-Power IR Optics

The results of analytical and experimental investigations aimed at increasing laser-radiation resistance of materials for IR optics and developing high-power optics for microsecond TEA CO₂ lasers with energy per pulse up to 12–25 kJ and gas-dynamic CO₂ lasers with energy per pulse up to 130 kJ are presented. It is demonstrated that the integrated approach that combines the improvement of already existing technological methods and the development of novel technological methods for refining the parameters of materials for transmission IR optics (including techniques of growth of single crystals, strain hardening, and laser, ionic, and chemical treatment), the design and optimization of optical units (including the development of segmented transmission optics, the improvement of optical schemes for spatial formation of laser beams, the use of fast-response physical effects to screen optical elements from high-power fluxes of laser radiation) is necessary to solve this problem.