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1.
基于一维水平光晶格的锶原子光晶格钟实验平台,当系统的稳定度和不确定度达到10-18量级以上时,由量子隧穿效应引起的钟频移变得不容忽视.在浅光晶格中,量子隧穿效应会使钟跃迁谱线发生明显的展宽现象,因此,本文通过研究浅光晶格中的量子隧穿现象,为87Sr原子光晶格钟系统不确定度的评估奠定基础.本实验在一维87Sr原子光晶格钟平台上,利用超稳超窄线宽的698 nm激光激发87Sr冷原子~lS0(|g>)→~3P0(|e>)跃迁(即钟跃迁),实现了对锶原子分布在特定量子态的制备.在深光晶格中,将原子制备到|e,nz=1>态后,再绝热地降低光晶格阱深,然后在浅光晶格中,探测激发态的载波-边带可分辨的钟跃迁谱线.从钟跃迁谱线中观测到载波谱线发生了明显的劈裂,表明原子在光晶格相邻格点间产生了明显的量子隧穿现象.通过对光晶格中量子隧穿机制的理解,不仅有利于提高光晶格钟的不确定度,也可为观测光晶格中费米子的自旋轨道耦合效应提供基础数据.  相似文献   
2.
We report the ~(87)Sr optical lattice clock developed at the National Time Service Center. We achieved a closed-loop operation of the optical lattice clock based on ~(87)Sr atoms. The linewidth of the spin-polarized clock peak is 3.9 Hz with a clock laser pulse length of 300 ms, which corresponds to a Fourier-limited linewidth of 3 Hz. The fitting of the in-loop error signal data shows that the instability is approximately 5 × 10~(-15)τ~(-1/2), affected primarily by the white noise. The fractional frequency difference averages down to 5.7 × 10~(-17) for an averaging time of 3000 s.  相似文献   
3.
We present an experimental determination on the Lande g-factors for the 5 s~2 ~1 S_0 and 5 s5 p ~3 P_0 states in ultra-cold atomic systems, which is important for evaluating the Zeeman shift of the clock transition in the ~(87)Sr optical lattice clock. The Zeeman shift of the 5 s5 p ~3 P_0-5 s~2 ~1 S_0 forbidden transition is measured with the π-polarized andσ~±-polarized interrogations at different magnetic field strengths. Moreover, in the g-factor measurement with the σ~±-transition spectra, it is unnecessary to calibrate the external magnetic field. By this means, the ground state 5 s~2 ~1 S_0 g-factor for the ~(87)Sr atom is-1.306(52) ×10~(-4), which is the first experimental determination to the best of our knowledge, and the result matches very well with the theoretical estimation. The differential g-factorδg between the 5 s5 p~3 P_0 state and the 5 s~2 ~1 S_0 state of the ~(87)Sr atoms is measured in the experiment as well,which are-7.67(36) ×10~(-5) with π-transition spectra and-7.72(43) X 10-5 with σ~±-transition spectra, in good agreement with the previous report [Phys. Rev. A 76(2007) 022510]. This work can also be used for determining the differential g-factor of the clock states for the optical clocks based on other atoms.  相似文献   
4.
田晓  王叶兵  卢本全  刘辉  徐琴芳  任洁  尹默娟  孔德欢  常宏  张首刚 《物理学报》2015,64(13):130601-130601
光晶格中性原子光钟的不确定度已达到10-18量级. 本文介绍了碱土金属锶原子玻色子88Sr在“魔术”波长处的一维光晶格装载, 实现冷锶原子的囚禁并使锶原子的钟跃迁能级(5s2) 1S0-(5s5p) 3P0在此波长处的交流斯塔克光频移一致. 实验中半导体激光器产生“魔术”光波长(813 nm), 通过实验搭建光学驻波场并获得晶格激光聚焦光束, 束腰半径为38 μm. 经过一级冷却和二级冷却后温度约为2 μK的冷锶原子被此“魔术”波长光晶格囚禁. 通过实验测量得到锶原子玻色子88Sr光晶格寿命为270 ms, 数目约为1.2×105, 温度在3.5 μK左右, 此外研究了晶格光功率对晶格囚禁原子数目及温度的影响作用. 原子的光晶格装载为后续的钟跃迁提供了长的探测时间, 为进一步的光钟闭环提供了实验基础.  相似文献   
5.
徐琴芳  尹默娟  孔德欢  王叶兵  卢本全  郭阳  常宏 《物理学报》2018,67(8):80601-080601
提出一种结合注入锁定技术的主动滤波放大方法,将光梳直接注入锁定至光栅外腔半导体激光器,产生窄线宽激光光源,该光源可以用于锶原子光钟二级冷却.实验中,将中心波长为689 nm,带宽为10 nm的光梳种子光源注入689 nm光栅式外腔半导体激光器,通过半导体增益光谱与半导体光栅外腔,从飞秒光梳的多个纵模梳齿中挑选出一个纵模模式来进行增益放大,再通过模式竞争,实现单纵模连续光输出;同时,光梳的重复频率锁定在线宽为赫兹量级的698 nm超稳激光光源上,因此,注入锁定后输出的窄线宽激光也继承了超稳激光光源的光谱特性.利用得到的输出功率为12 mW的689 nm窄线宽激光光源实现了88Sr原子光钟的二级冷却过程,最终获得温度为3μK,原子数约为5×10~6的冷原子团.该方法可拓展至原子光钟其他光源的获得,从而实现原子光钟的集成化和小型化.  相似文献   
6.
郭阳  尹默娟  徐琴芳  王叶兵  卢本全  任洁  赵芳婧  常宏 《物理学报》2018,67(7):70601-070601
87Sr原子存在核自旋,在磁场作用下原子能级会分裂成不同塞曼子能级.通过光抽运对原子进行自旋极化,其自旋极化谱线的探测为锶光钟系统的闭环锁定提供精确的频率参考.本文对~(87)Sr原子钟跃迁能级5s~2~1S_0→5s5p~3P_0中的m_F=+9/2和m_F=-9/2的塞曼磁子能级自旋极化谱线进行了探测.经过一级宽带冷却和二级窄线宽冷却与俘获后,锶冷原子温度为3.9μK,原子数目为3.5×10~6.利用邻近"魔术波长"的813.426 nm半导体激光光源实现水平方向的一维光晶格装载.采用归一化探测方法用线宽为Hz量级的698 nm钟激光对~1S_0→~3P_0偶极禁戒跃迁进行探测,在150 ms的探测时间下获得线宽为6.7 Hz的钟跃迁简并谱.在磁光阱竖直方向施加一个300 mGs的偏置磁场获得塞曼分裂谱,并通过689 nm的圆偏振自旋极化光进行光抽运,最终在探测时间为150 ms时,获得左右旋极化谱线线宽分别为6.2 Hz和6.8 Hz.  相似文献   
7.
在87Sr光晶格钟实验系统中,通过将自由运转的698 nm激光频率锁定在由超低膨胀系数的玻璃材料构成的超稳光学参考腔上,从而获得短期频率稳定性较好的超稳窄线宽激光.超稳光学参考腔的腔长稳定性决定了最终激光频率的稳定度.为了降低腔长对温度的敏感性,使激光频率具有更好的稳定度和更小的频率漂移,利用锶原子光晶格钟的钟跃迁谱线,测量了698 nm超稳窄线宽激光系统中超稳光学参考腔的零温漂点.通过对钟跃迁谱线中心频率随温度的变化曲线进行二阶多项式拟合,得到698 nm超稳窄线宽激光系统的零温漂点为30.63℃.利用锶原子光晶格钟的闭环锁定,测得零温漂点处698 nm超稳窄线宽激光系统的线性频率漂移率为0.15 Hz/s,频率不稳定度为1.6×10–15@3.744 s.  相似文献   
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