一种新颖的表面空心微光阱阵列

提出了采用四台阶相位光栅与微透镜阵列组合产生一种新颖的表面空心微光阱阵列的方案，研究了表面空心微光阱阵列的光强分布，计算了相应的光学囚禁势，并讨论了该微光阱阵列在原子分子光学中的潜在应用.研究表明当用1W的YAG激光照射时，在1cm²面积上可产生近10⁴个空心光阱，每个光阱具有较小的囚禁体积和较大的有效光强及其强度梯度，对⁸⁵Rb原子的光学囚禁势可达190μK.如此深的光阱足以囚禁冷原子或冷分子，并可用于实现全光型原子或分子玻色-爱因斯坦凝聚，甚至制备新颖的光学晶格等. 关键词： 空心光阱 冷原子或冷分子 光学晶格     

采用Damman光栅实现冷原子或冷分子囚禁的光阱阵列

提出了一种采用Damman光栅和球面透镜组合光学系统产生二维光阱阵列的新方案. 在使用红失谐高斯激光束照射的条件下，推导了计算光阱阵列的周期、光强分布、光强梯度和光阱几何参数的经验公式，讨论了此光阱阵列的特点以及在原子光学和分子光学中的应用. 研究结果表明，这种光阱阵列方案比已有的光阱阵列方案更为简单可行、操作方便，非常适用于冷原子或冷分子的阵列囚禁，以及制备新颖的光学晶格. 关键词： 冷原子或冷分子 光阱阵列 Damman光栅 光偶极势     

采用四根单模光纤束实现消逝波原子(或分子)波导的理论分析

提出了一种利用四根亚微米单模光纤束实现冷原子(或冷分子)波导的新方案，计算了四光纤束内空心区域的消逝波光场及其光学囚禁势.研究表明这种蓝失谐的空心消逝波光场同样可用于实现冷原子(或冷分子)的激光波导，而且与传统的中空光纤原子波导方案相比，不仅简单方便，造价低廉，而且更容易实现冷原子物质波的高效单模波导. 关键词： 单模光纤 消逝波 原子(或分子)波导     

采用Damman光栅实现冷原子或冷分子囚禁的光阱阵列

本文提出了一种采用Damman光栅和球面透镜组合光学系统产生二维光阱阵列的新方案。在使用红失谐高斯激光束照射的条件下，我们推导了计算光阱阵列的周期、光强分布、光强梯度和光阱几何参数的经验公式，讨论了此光阱阵列的特点以及在原子光学和分子光学中的应用。研究结果表明：这种光阱阵列方案比已有的光阱阵列方案更为简单可行、操作方便，非常适用于冷原子或冷分子的阵列囚禁，以及制备新颖的光学晶格。     

重力光学势阱中消逝波冷却原子的蒙特卡罗研究

讨论了三能级原子在消逝波光场作用下的Ｓｉｓｙｐｈｕｓ冷却和几何冷却机制,通过蒙特卡罗（Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ）方程分别模拟了消逝波光场在方锥形势阱和圆锥阱两种情况下对原子冷却的动力学过程,并计算了原子在不同的失谐量、激光功率及消逝波的判断宽度下的冷却情况。结果表明,增大消逝波的激光功率能有效地减少原子的损耗,但对冷却结果影响不大;而消逝波的判断宽度不够宽时,结果偏差较大;对于方锥形势阱,失谐量趣小     

用错位相位光栅产生的可调光学双阱

提出了用相位型错位光栅产生光学双阱的新方案.用平面光波(或TEM₀₀模式高斯光波)照射、正透镜聚焦,在透镜焦平面上产生的适用于冷原子或冷分子囚禁的多对可调光学双阱.计算和推导了双阱的光强分布、强度梯度以及光阱的几何参数与光学系统参数间的解析关系,研究了双阱到单阱三种不同的演化过程.同时还计算了光学双阱囚禁冷原子的光学偶极势和光子散射速率.研究发现,该方案不仅简单可行、操作方便,而且在原子物理、原子光学、分子光学和量子光学领域中有着广阔的应用前景. 关键词： 原子光学 相位光栅 光学双阱 冷原子囚禁     

用空间光调制器产生三维光阱阵列

本文提出了用液晶空间光调制器制作复合相位光栅、产生三维光阱阵列的新方案．在本方案中,首先将一维矩形光栅转变为能够产生纵向光阱阵列的环形光栅,再把环形光栅和二维矩形光栅组合成复合光栅．根据现有空间光调制器的技术参数,模拟仿真设计了产生5×5×5光阱阵列的光栅,以普通功率的高斯光波为输入光,正透镜聚焦衍射光,计算输出光强分布,结果表明：在透镜焦点附近获得具有很高峰值光强和光强梯度的三维光阱阵列,囚禁冷原子的光学偶极势达到mK量级,对原子的作用力远大于原子的重力．用大功率激光作为输入光波时,产生的光阱阵列也能用于囚禁Stark减速后的冷分子．     

通过圆孔衍射实现冷分子(或冷原子)囚禁的光学偶极阱

以单色标量波衍射理论为基础,研究单色平面波由圆孔衍射产生实现冷分子(或冷原子)光学囚禁的光阱。运用圆孔衍射理论分析讨论了光学偶极阱的光强分布、光学势及偶极力,并导出了有关光阱的几何参量、光强分布、强度梯度及其曲率与光学系统参量(如照明光波的波长、小孔的孔径)间的解析关系。研究表明,当激光功率与波长分别为P=500 W和λ=1.08μm,小孔半径a=20μm时,产生囚禁甲烷CH4分子的光阱光学势约为57.9μK。通过圆孔衍射可实现冷分子或冷原子囚禁,该方案不仅简单可行、操作方便,而且在冷分子物理、原子光学、分子光学和量子光学等领域中有着广阔的应用前景。     

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     

三维光学晶格中铯原子的装载与冷却

建立了四光束的三维光学晶格势场,在铯原子磁光阱和光学粘团的基础上实现了红失谐三维光学晶格中冷原子的装载.借助于短程飞行时间吸收谱测量冷原子温度,通过改变光学晶格的总光强和频率失谐等条件,对光学晶格中铯原子的亚多普勒冷却以及光学晶格中冷原子的寿命进行了研究. 关键词： 光学晶格 磁光阱 光学粘团 冷原子     

2D dark optical surface lattice with an efficient intensity-gradient cooling of atoms by evanescent wave interference

We propose a novel scheme to form a 2D dark optical surface lattice (DOSL) for cold atoms on the surface of the dense flint glass by using two sets of blue-detuned evanescent wave interference fields and a blue-detuned evanescent wave field. In the 2D DOSL, cold atoms will be trapped in the vicinity of minimum intensity and suffered the minimal light shift as well as the lowest coherence loss. The total potential and trap-depth of the individual optical micro-trap in the 2D DOSL are high enough to trap cold atoms (T = 120 μK) released from the standard magneto-optical trap (MOT), and atoms trapped in the 2D DOSL can be cooled to several μK with the efficient intensity-gradient Sisyphus cooling. The lattice constant of the DOSL can be controllable by changing the incident angles of lights.     

Long-range perturbations produced by a localized packet of ion-acoustic waves in a collisionless plasma

We demonstrate the in situ detection of cold ⁸⁷Rb atoms near a dielectric surface using the absorption of a weak, resonant evanescent wave. We have used this technique in time of flight experiments determining the density of atoms falling on the surface. A quantitative understanding of the measured curve was obtained using a detailed calculation of the evanescent intensity distribution. We have also used it to detect atoms trapped near the surface in a standing-wave optical dipole potential. This trap was loaded by inelastic bouncing on a strong, repulsive evanescent potential. We estimate that we trap 1.5×10⁴ atoms at a density 100 times higher than the falling atoms. Received 14 May 2002 Published online 8 October 2002 RID="a" ID="a"e-mail: spreeuw@science.uva.nl     

Towards surface quantum optics with Bose–Einstein condensates in evanescent waves

We present a surface trap which enables the study of coherent interactions between ultracold atoms and evanescent waves. The trap combines a magnetic Joffe trap with a repulsive evanescent dipole potential. Exploiting the advantages of both approaches this technique improves recent surfaces traps, which are based either on magnetic or optical traps alone. On the one hand, the position of the magnetic trap can be controlled with high precision which makes it possible to move ultracold atoms to the surface of a glass prism or to withdraw the atoms from the surface in a controlled way. On the other hand, the optical potential of the evanescent wave partially compensates for strong attractive surface forces and generates a potential barrier at only a few hundred nanometers from the surface. This barrier prevents the surface potentials from limiting the trap depth of the magnetic trap. The surface trap is probed with ⁸⁷Rb Bose–Einstein condensates (BECs), which are stably positioned at distances from the surfaces below one micrometer.     

A controllable double-well optical trap for cold atoms (or molecules) using a binary <Emphasis Type="Italic">π</Emphasis>-phase plate: experimental demonstration and Monte Carlo simulation

We experimentally demonstrate a practical scheme to form a controllable double-well optical dipole trap for cold atoms (or cold molecules), and give some experimental results as well as the fabrication method of a binary π-phase plate. The dependence of the double-well characteristics on the phase etching error of the π-phase plate and the evolution of the double-well optical trap from two wells to a single one are studied both theoretically and experimentally, and the experimental results are consistent with the theoretical prediction. Furthermore, the dynamic process of loading and splitting of cold ⁸⁷Rb atoms from a standard magneto-optical trap (MOT) into our controllable double-well one are studied by Monte Carlo simulations. Our study shows that the loading efficiency of cold atoms from the standard MOT into our single-well trap can reach 100%, and the relative atomic density will be reduced from 1.0 to ∼0.5 during the evolution of our double-well trap, in which the temperature of cold atoms is reduced from 20 μK to ∼15 μK. In final, some potential applications of our controllable double-well optical trap in atom and molecule optics are briefly discussed.     

一种实现冷原子(或冷分子)囚禁的可控制纵向光学双阱

提出了一种新颖的实现冷原子(或冷分子)囚禁的可控制纵向光学双阱方案，它由一个二元π相位板及一会聚透镜所组成，其π相位板由两个面积相等的具有0和π相位的同心圆环组成. 当一平面光波通过此光学系统时将在光轴上透镜焦点两侧形成一个光学双阱，如果调节入射到二元π相位板上光束横截面的半径大小，即可实现从光学双阱到单阱的连续演变，或由单阱到双阱的连续变化. 介绍了本方案产生可控制光学双阱的基本原理，给出了形成光学双阱的最佳几何参数，研究了双阱、单阱及其演化过程的光阱参数、光强分布等与光学系统参数间的关系. 该方案不仅可用于双样品原子(分子)的光学囚禁及其全光型玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)的实现，而且可用于研究超冷原子(或分子)物质波的干涉，或构成双层2D光阱列阵，甚至用于制备新颖的双层2D光学晶格. 关键词： 二元π相位板 可控制光学双阱 双样品囚禁 光学晶格     

实现冷原子或冷分子囚禁的可控制光学四阱

提出了一种利用单光束照明二元π相位板与透镜组合系统实现冷原子或冷分子囚禁的可控制光学四阱新方案.计算了四阱的光强分布，讨论了从光学四阱到双阱或到单阱的演化过程，并导出了四阱和双阱几何参数、光强分布、强度梯度及其曲率与光学透镜系统参数间的解析关系.研究表明，通过相对移动二元π相位板可实现光学四阱到双阱或到单阱的连续双向演化，获得了四阱或双阱间距与相位板移动距离的关系.该方案在超冷原子物理、冷分子物理、原子光学、分子光学和量子光学，甚至量子计算及信息处理等领域中有着广阔的应用前景. 关键词： 二元π相位板 可控制光学四阱 原子分子囚禁 原子光学