用短程飞行时间吸收谱对铯磁光阱中冷原子温度的测量

介绍采用短程飞行时间吸收谱测量铯原子磁光阱(MOT) 中冷原子温度的基本原理及实验实现.与通常的飞行时间方法不同，采用短程飞行时间吸收谱来测量MOT 中冷原子云的温度.在MOT 区域正下方若干毫米处入射一束圆柱状共振探测光束(实验中对于h=3mm，5mm，8mm的情况均作了研究)，释放冷原子云，在其膨胀和自由下落过程中穿过探测光束，即可由光电探测器测得飞行时间吸收谱，由此推得MOT中冷原子的温度. 关键词： 磁光阱 冷原子 飞行时间 短程飞行时间 铯原子     

用短程飞行时间谱对铯MOT温度的测量以及铯MOT中冷原子吸收光谱研究

介绍采用短程飞行时间(Time-of-flight:TOF)吸收谱测量铯磁光阱(MOT)中冷原子云温度的实验方案和结果.MOT中冷原子的温度是一个非常重要的参数.与通常的飞行时间荧光谱方法不同,我们采用短程飞行时间吸收谱来测量MOT温度.在MOT区域下方h处打一束柱状探测光束(实验中我们对于h = 2 mm～8 mm的情况作了对比研究),释放冷原子云后在其膨胀和自由下落过程中穿过探测光束即可测得TOF吸收谱,由此可推知MOT温度.在直径约15 mm的六束冷却与俘获光每束8 mW功率、相对于铯D2线Fg=4 - Fe=5冷却循环跃迁红失谐约10 MHz、四极磁场轴向梯度约11 Gauss/cm的条件下,由h = 3 mm时典型的短程TOF吸收谱推得相应的冷原子温度约70 μK,低于铯原子多普勒冷却极限TD=125 μK.此外,在冷却光及repumping光均开启的情况下,我们还对于MOT中冷却与俘获的铯原子的吸收光谱进行了研究,并使用Dress原子模型作了相应的分析.     

Autler--Townes doublet in novel sub-Doppler spectra with caesium vapour cell

With a coupling laser locked to caesium 6S$_{1 / 2}$ $F_{\rm g}$=4--6P$_{3 / 2}$ $F_{\rm e}$=5 cycling transition and a co-propagating probe laser scanned across 6S$_{1 / 2}$ $F_{\rm g}$=4--6P$_{3 / 2}$ $F_{\rm e}$=3, 4 and 5 transitions, a novel scheme for sub-Doppler spectra in Doppler-broadened V-type three-level system is demonstrated by detecting the transmission of the coupling laser through a caesium vapour cell. The Autler--Townes doublet in the sub-Doppler spectra of the coupling laser is clearly observed. The effects of coupling laser intensity on the splitting and linewidth of the Autler--Townes doublet are experimentally investigated and the results agree well with theoretical predictions. Taking the multiple hyperfine levels of caesium atom into account, a brief analysis is presented.     

铯原子气室中D2线泵浦探测光谱的实验观测

在铯原子气室中采用偏振方向相互垂直且同向传播的线偏泵浦光和探测光，研究了铯原子D2线的泵浦探测光谱。由于在6 S1/2 F=3 – 6 P3/2 F’=2 超精细跃迁中存在多个L型塞曼子能级结构，从而产生了电磁诱导透明导致的吸收减弱；而在6 S1/2 F=4 – 6 P3/2 F’=5 超精细跃迁中则观测到了电磁诱导吸收。通过改变泵浦光的失谐量，在电磁诱导透明形成的吸收减弱凹陷和电磁诱导吸收产生的吸收增强峰内部均观察到了反常的吸收信号反转。     

光学偶极俘获及单量子测量

对目前的腔QED系统实现强耦合的条件进行了讨论.主要内容包括:获得强耦合的一般条件,我们目前的可能达到的最好结果分析:不同腔组合可能达到的参数,与量子点、光子晶体、纳米腔以及微球腔QED的比较;单原子(单光子)测量的基本过程:单原子辐射的基本特点,非经典性的测量,包括差拍测量,光子统计特性的分析.不同单光子量子态(或多光子量子态)在采用HBT实验测量中的修正等问题.对热光和相干光的初步实验对比证实了理论模型.原子操控的进展:铯原子光学偶极俘获,最近的实验结果,利用CCD荧光探测对偶极阱的测量结果.     

用吸收法对铯原子磁光阱中冷原子数目的测量

介绍了吸收法测量冷原子数的原理以及对铯原子气室磁光阱中俘获的冷原子数目的测量过程及结果. 与通常的荧光收集法相比，在原理上与静止二能级原子同共振单模光场作用的模型更加接近，同时大大减小了测量中的误差累积，提高了测量精度. 测得的冷原子数为(8±0.3)×10⁶，同时还利用测得的阱中俘获的稳态冷原子数和磁光阱中冷原子的寿命间接获得了磁光阱的俘获率. 关键词： 激光冷却与俘获 磁光阱 冷原子数目 俘获率