以慢原子束方式进行原子转移的双磁光阱系统

建立了一套用于玻色-爱因斯坦凝聚实验的铷原子双磁光阱装置.从低速强源中获得慢原子束，向超高真空磁光阱进行原子转移.低速强源磁光阱与超高真空磁光阱之间可维持3个量级的压强差,超高真空磁光阱的真空度最高可达1×10^-9 Pa. 慢原子束的束流通量达1×10⁹/s. 约4×10⁸个⁸⁷Rb原子被装载到超高真空磁光阱中.还讨论了两种典型情况下磁光阱中装载的最大原子数.     

基于弹光调制的高灵敏旋光测量

为了实现连续稳定、高速、高精度和高灵敏度的光学旋光测量, 考虑到弹光偏振调制技术具有高的调制频率、调制纯度、调制精度和良好的调制稳定度等应用优势, 设计了一种基于弹光调制的旋光测量新方案. 检测激光经起偏器、测量样品、弹光调制器和检偏器到探测器的光路设计, 使得测量系统选用较少的光学器件, 最大化地降低了光学器件可能引入的测量误差; 起偏器和检偏器偏振轴相对于弹光调制器快轴方向分别取0°和45°的光学安排, 并选择弹光调制的二倍频信号作为研究对象, 有效避免了弹光调制器剩余双折射对旋光样品测量的影响, 提高了旋光测量精确度; 将探测器输出调制信号的直流和交流分开输出, 并将交流信号进行前置放大处理, 然后再锁相输出, 进一步提高了测量灵敏度. 设计了将激光调制为圆偏光, 然后精确调节起偏器来替代样品的旋光测量验证试验, 确定了系统旋光测量的比列系数, 并且获得旋光测量灵敏度为3.15×10^-7 rad, 测量精度优于0.3%. 所以, 本方案实现了较高灵敏度旋光测量, 有望应用于高灵敏旋光测量领域, 并且本方案的实验可为高灵敏旋光测量系统的定标提供参考.     

磁光调制和法拉第旋转测量

本文描述石榴石单晶薄膜磁光调制器的基本特性.文中论述了磁光调制倍频法测量法拉第旋转角θ的基本原理和方法,讨论测试结果,分析测量误差.指出其优点是用这种新方法测得的θ将不受激光源幅度变化以及光路中其它元器件不稳定因素的影响,测量精度达±0.020°.     

Dy2 AlFe13 Mn3 化合物的本征磁致伸缩

通过X-射线衍射及磁测量手段研究了Dy2AlFe13Mn3化合物的结构及磁性质。研究结果表明Dy2AlFe13Mn3化合物具有六角相的Th2Ni17型结构。通过X-射线热膨胀测定法发现Dy2AlFe13Mn3化合物在245到344K的温度范围内存在负热膨胀现象，其平均热膨胀系数为α＝-1.1×10-4K-1K-1。在105到360K的温度范围内，通过比较磁性状态下的晶胞参数和由高温顺磁状态外延得到的低温顺磁状态下的晶胞参数间的差别计算了Dy2AlFe13Mn3化合物的本征磁致伸缩。结果表明Dy2AlFe13Mn3化合物的本征体磁致伸缩ωS在105到245K的温度范围内随着温度的升高而增大，由105K时的7.0×10-3 增加到245K时的9.1×10-3。随着温度的进一步升高，ωS反而减小。沿c轴方向的本征线磁致伸缩λc随着温度的升高而减小。基面内的本征线磁致伸缩λa在105到270K的温度范围内随着温度的升高而增大，从105K时的0.8×10-3增大到270K时的3.4×10-3，然后随着温度的进一步升高而减小。     

中性原子的表面双磁光阱及其应用

提出了一种新的采用载流导线的表面双磁光阱(MOT)方案(即双U型导线磁光阱方案)。通过改变中间U型导线中的电流大小,即可将一个双磁阱连续地合并为一个单磁阱,反之亦然。详细计算和分析了上述双U型载流导线磁光阱方案的磁场及其梯度的空间分布,研究发现当导线中的电流为600 A,z方向均匀偏置磁感应强度为-4.0×10-3 T时,双U型导线方案产生的两个磁阱中心的磁场梯度约为1.5×10-3~2.5×10-3 T/cm,结合通常制备磁光阱时所用的三维粘胶(Molasses)光束即可在基底表面附近形成一双磁光阱。理论分析表明在弱光近似下,每个磁光阱中所能俘获的85Rb原子数约为106 量级,相应的磁光阱温度约为270μK。由于双磁光阱可以独立制备,所以双U型导线方案特别适用于制备双样品磁光阱,并用于研究双原子样品的冷碰撞性质。     

光电子技术与器件 光调制与器件

TN761 2005053718 精确标定光弹调制器的新方法=A new method to cali- brate accurately a photoelastic modulator[刊,中]／曾爱军 (中科院上海光机所.上海(201800)),王向朝…∥光学学 报．-2005,25(6)．-799-802 针对现有光弹调制器标定方法的不足,提出了一种精 确标定光弹调制器的新方法。首先利用起偏器、波片、光 弹调制器和检偏器构成标定光路,通过寻找探测信号基频 分量的极大值进行粗略标定,使光弹调制器的峰值延迟量 处在1．841 rad附近。然后撤走波片形成光弹调制器的精 确标定光路,在检偏器旋转90°前后获得探测信号的直流 分量和二次谐波分量。最后利用这两种探测信号的直流 分量和二次谐波分量精确地计算出光弹调制器的峰值延 迟量。实验验证了此光弹调制器标定方法,实验结果表明 其标定误差仅为0．7％。图2表2参10(于晓光)     

光外差-磁旋转-浓度调制光谱技术

介绍了一种针对瞬态分子光谱测量的新技术:光外差磁旋转浓度调制光谱技术,这种光谱技术具有很高的灵敏度,综合了光外差探测技术、磁旋转光谱技术和浓度调制光谱技术的特点,利用浓度调制光谱技术针对寿命很短的瞬态分子和激发态分子的光谱进行测量,利用光外差探测技术可以消除来自光源的幅度涨落噪声,实现散粒噪声的测量极限,利用磁旋转光谱技术可以对顺磁性分子进行选择性的测量,并且进一步提高探测灵敏度。详细讨论了这种光谱技术的工作原理,并用这种技术对O2分子的b1Σg+-X3Σg-三重禁戒跃迁光谱进行测量,获得了很好的测量信噪比。并对该技术的灵敏度作了详细的分析,估计最小相对吸收度可达1.9×10-9以及O2分子三重禁戒跃迁的吸收截面为σ=2.4×10-24cm2。     

原子光譜与分子光譜

原子和分子在某些特定的條件下可以發射出各种不同波長的電磁波,这些電磁波的波長範圍是很廣阔的,光学光譜所討論的範圍是紅外線、可見光及紫外線。波長从幾個毫米到7.5×10~(-4)毫米的間隔內属於紅外線;从7.5×10~(-4)毫米到4×10~(-4)毫米是可見光;波長比可見光短的就是紫外線,紫外線的波長可以短到2×10~(-6)毫米。如果使各個區域內的電磁波通过適当的光譜儀器,我們就可以得到各個区域的光譜。假如我們是在可見光区域內工作,便可以直接用眼睛观察到光譜,例如使一個金属电弧所发出來的光通过一個稜鏡攝譜仪之后,在一個距離放得合適的屏上,我們就     

基于电吸收调制器的高速时钟信号的提取

对高速光时分复用系统中(2×10 Gb/s)基于电吸收调制器(EAM)的注入光电混合振荡器的时钟提取方法进行了实验验证. 实验证明,光电混合振荡器必须保证一定的增益才能提取出时钟,在此基础上,无论光电混合振荡器内或外的光功率的增加,将增加提取时钟的幅度,减小提取时钟的时间抖动.当偏置电压一定时,射频幅度增加,则电吸收调制器的窗口变窄,提取时钟幅度增大,抖动减小.     

光纤Bragg光栅热敏力敏效应研究及应用探讨

本文报道了光纤Bragg光栅热敏力敏效应的实验研究结果,测量所得的光纤Bragg光栅温度系数和应力系数分别为6.84×10^-6/℃和7.27×10^-6/gf,与理论值6.85×10^-6/℃和7.32×10^-6/gf符合得很好.在20～180℃和0～50gf的温度应力测量范围内,光纤Bragg光栅透射谱中心波长移动量同温度应力具有良好的线性关系.基于光纤Bragg光栅的热敏力敏效应,本文还讨论了光纤Bragg光栅温度应变传感器实用化时必须首先考虑的一些关键问题.     

三分量光弹波导混合集成加速度传感器

三分量光弹波导M-Z干涉型集成加速度传感器的研究,为高频高精度地震勘探提供集成化的高精度传感器.利用光弹原理,分析了光弹效应检测任意方向加速度的原理.在X切Y传LiNbO3晶体上,设计制作了光波导双M-Z干涉仪及各集成器件：波导相位调制器、波导偏振器.三分量光弹波导M-Z干涉型集成加速度传感器测试表明：该传感器动态范围宽、线性性好.主要参数为：相位灵敏度达1.81×10－4Rad/m·s－2;工作频带3~1506(Hz).     

全息光盘存储器的数据存取与像素匹配

全息光盘存储(HDS)技术作为一种非常具有潜力的新型信息存储技术, 是下一代光盘发展的目标。在全息光盘存储系统中, 为了实现数据精确快速地写入和读出, 降低误码率, 需要在整个高分辨率页面上实现空间光调制器(SLM)与光电阵列耦合器(CCD)之间1∶1像素匹配。在体全息存储理论和光学设计理论基础上, 研究实现SLM和CCD像素1∶1匹配的方法, 提出了实现像素匹配的要求和条件, 并且按照此要求完成该全息光盘存储器的光学系统。实验中, 分别使用随机数据掩膜版和SLM实现了对CCD的512×512精确像素匹配, 在光学系统中引入存储介质条件下, 图像质量良好, 掩膜版和SLM原始误码率分别为2.5×10-4和1.5×10-4。     

改型萨尼亚克成像干涉仪的光通量

根据菲涅耳公式,通过计算超广角萨尼亚克干涉仪各面的反射、透射系数,得出干涉仪的透射率、出射立体角,最后推导出光通量的具体表达式。代入改型萨尼亚克干涉仪两臂玻璃ZBaF17和QF14尺寸和折射率等参量,得出超广角萨尼亚克干涉仪的出射光强是入射光强的0.4397倍,立体角为1.7316×10-4sr,AΩ=0.4×10-4cm2.sr。     

Full phase stabilization of a Yb:fiber femtosecond frequency comb via high-bandwidth transducers

We present full phase stabilization of an amplified Yb:fiber femtosecond frequency comb using an intracavity electro-optic modulator and an acousto-optic modulator. These transducers provide high servo bandwidths of 580 kHz and 250 kHz for f(rep) and f(ceo), producing a robust and low phase noise fiber frequency comb. The comb was self-referenced with an f-2f interferometer and phase locked to an ultrastable optical reference used for the JILA Sr optical clock at 698 nm, exhibiting 0.21 rad and 0.47 rad of integrated phase errors (over 1 mHz-1 MHz), respectively. Alternatively, the comb was locked to two optical references at 698 nm and 1064 nm, obtaining 0.43 rad and 0.14 rad of integrated phase errors, respectively.     

可搬运锶光晶格钟系统不确定度的评估

可搬运光学原子钟在科学研究和工程应用中具有重要意义.本文测量了可搬运87Sr光晶格钟系统的主要频移,包括黑体辐射频移、碰撞频移、晶格光交流斯塔克频移、二阶塞曼频移等.首先实验上测量了磁光阱腔体表面的温度分布,分析了不同热源对原子团的影响,得到黑体辐射总的相对频移修正量为50.4×10^-16.相对不确定度为5.1×10^-17.然后利用分时自比对方法,评估了碰撞频移、晶格光交流斯塔克频移和二阶塞曼频移.结果表明,由黑体辐射引起的频移量最大,晶格光交流斯塔克频移的不确定度最大,系统总的相对频移修正量为58.8×10^-16,总不确定度为2.3×10^-16.该工作为可搬运87Sr光晶格钟之后的性能提升和应用提供了条件.     

激光二极管相对于铯饱和吸收D2线的无调制扰动三次谐波锁频

将频率调制加在声光调制器上 ,用三次谐波探测法获得了铯原子D2 线的三阶微分饱和光谱。采用这种激光器无调制扰动方案结合三次谐波锁频技术 ,实现了 85 2nm的分布布拉格反射器半导体激光器相对于 6S1/2 F =4- 6P3 /2 F′ =5超精细跃线的频率锁定。由锁定后的频率误差信号估算 ,10s内激光频率起伏小于± 35 0kHz ,相对频率稳定度约 1× 10 -9。这种无调制扰动方案可以消除一般的饱和吸收稳频方法中由于直接对激光器进行频率调制而带来的额外频率噪声 ;三次谐波锁频技术的应用 ,还可有效地降低铯原子饱和吸收谱中剩余多普勒背景的影响     

莫尔条纹分析在数字全息存储器中的应用

针对像素不匹配的数字全息存储器中出现的莫尔条纹现象,提出了利用莫尔条纹进行全息存储光路精确调整来实现像素匹配的方法.通过对CCD像面图像中莫尔条纹的周期和角度进行分析,得到光学系统需要的精确调整参数.实验中,实现了空间光调制器和光电耦合器阵列512×512像素的1:1像素匹配,该方法能提高读取速度并降低误码率.     

Spatial light modulator with an over-two-octave bandwidth from ultraviolet to near infrared

We developed a 1-pixel ultraviolet-to-near-infrared (UV-to-NIR) liquid-crystal spatial light modulator (LC-SLM) and clarified its phase modulation properties in detail, for the first time to our knowledge. The employed liquid crystal is transparent over 260-1100 nm. A phase modulation capability of 55.8 rad at 305 nm and 14.0 rad at 1000 nm is enough to compensate for UV-to-NIR nonlinear chirped pulses. The LC-SLM driving parameters of a period T=13 ms and an applied voltage V(DD)=7.0 V were determined. The 648-pixel extension of this new device will permit us to realize the high-power generation of single subcycle optical pulses and the direct UV-to-NIR pulse shaping.     

Extending the trapping lifetime of single atom in a microscopic far-off-resonance optical dipole trap

In our experiment, a single cesium atom prepared in a large-magnetic-gradient magneto–optical trap (MOT) can be efficiently transferred into a 1064-nm far-off-resonance microscopic optical dipole trap (FORT). The efficient transfer of the single atom between the two traps is used to determine the trapping lifetime and the effective temperature of the single atom in FORT. The typical trapping lifetime has been improved from ～ 6.9 s to ～ 130 s by decreasing the background pressure from ～ 1 × 10^–10 Torr to ～ 2 × 10^–11Torr and applying one-shot 10-ms laser cooling phase. We also theoretically investigate the dependence of trapping lifetimes of a single atom in a FORT on trap parameters based on the FORT beam’s intensity noise induced heating. Numerical simulations show that the heating depends on the FORT beam’s waist size and the trap depth. The trapping time can be predicted based on effective temperature measurement of a single atom in the FORT and the intensity noise spectra of the FORT beam. These experimental results are found to be in agreement with the predictions of the heating model.     

精确标定光弹调制器的新方法

针对现有光弹调制器标定方法的不足,提出了一种精确标定光弹调制器的新方法。首先利用起偏器、波片、光弹调制器和检偏器构成标定光路,通过寻找探测信号基频分量的极大值进行粗略标定,使光弹调制器的峰值延迟量处在1.841rad附近。然后撤走波片形成光弹调制器的精确标定光路,在检偏器旋转90°前后获得探测信号的直流分量和二次谐波分量。最后利用这两种探测信号的直流分量和二次谐波分量精确地计算出光弹调制器的峰值延迟量。实验验证了此光弹调制器标定方法,实验结果表明其标定误差仅为0.7%。在此光弹调制器标定方法中,光弹调制器的标定精度和入射光强、电路参量无关。同时,标定要求的峰值延迟量小,非常适合于光弹调制器在其使用波长范围长波段的标定。