一维光晶格中玻色凝聚气体的干涉

对捕限在三维轴对称谐振势阱叠加一维光晶格的组合势中的玻色凝聚气体，文章基于平均场G-P方程并运用传播子方法，求解玻色凝聚气体基态波函数及其随时间的演化，给出了物质波干涉图样的空间分布与光晶格势周期结构之间的关系.研究表明，运用这一方法得到的光晶格势中物质波干涉条纹与光学中的多光束干涉相类似，并且与Andrews 和Peil等人的实验结果一致.物质波干涉图样随时间的演化也与Sadhan K. Adhikari通过直接数值求解G-P方程所得结果基本相同. 关键词： 玻色凝聚气体 子凝聚原子云 光晶格势 干涉     

三维光晶格中玻色凝聚气体基态波函数及干涉演化

基于Gross-Pitaevskii方程，运用有效化学势概念，研究了囚禁在组合势(由磁阱和三维光 晶格组成)中玻色凝聚气体在三维光晶格中的分布规律，并由此得到玻色凝聚气体的归 一化基态波函数.在取消组合势和仅取消光晶格而保留磁阱的两种情况下，运用传播子方 法求解出玻色凝聚气体密度分布的解析表达式.取消组合势后，理论计算所得到的玻色凝聚 气体聚随时间的演化规律与Greiner等的实验结果相一致.仅取消光晶格而保留磁阱时，研 究表明玻色凝聚气体的干涉模式呈现周期性的振荡行为.此外，在磁阱为各向异性的情况下 ， 关键词： 玻色凝聚气体 磁阱 光晶格 干涉模式     

一维光晶格势中玻色凝聚气体干涉图样演化特性研究

陷俘在一维光晶格势中的玻色凝聚气体,将形成许多小的子凝聚原子云.将这些子凝聚原子云视作相干的物质波波源,求出其宏观波函数,然后对物质波干涉图样的演化特性,如粒子数密度、粒子流密度、干涉峰的运动速度以及宏观波函数的相位性质等进行研究,并讨论了当相邻子凝聚原子云间存在相对相位差时,对物质波干涉图样的影响.研究表明,物质波干涉峰是一个以一定速度运动的波包,其波长由德布如意关系式确定,波包的相位特点类似于平面波.     

改进打靶法求解Gross-Pitaevskii方程及三个凝聚体的干涉

用改进的打靶法求解零温简谐势阱中中性原子玻色-爱因斯坦凝聚的一维Gross-Pitaevskii方程,给出不同非线性参数时凝聚体基态的本征值.用辛算法研究三个凝聚体在撤掉陷俘势后产生的干涉,和三个凝聚体处于同-陷俘势中的干涉及周期性演化,讨论不同的相对相位对凝聚体干涉的影响.     

外势场作用下的玻色-爱因斯坦凝聚啁啾孤子的演化与操控

提出了一种处理玻色-爱因斯坦凝聚啁啾孤子动力学的拓展变分方法,深入研究了玻色-爱因斯坦凝聚孤子在周期势与抛物势联合作用下的动力学演化,利用拓展变分法给出了解析处理,并和基于分步傅里叶变换的直接数值法进行比较,发现这种拓展变分方法能够充分揭示上述外势场中的玻色-爱因斯坦凝聚啁啾孤子的动力学行为和特征．同时给出了能支持多稳定晶格囚禁玻色-爱因斯坦凝聚啁啾孤子的周期势与抛物势强度比值的临界值和一种通过控制外势场可有选择地移动玻色-爱因斯坦凝聚啁啾孤子的操控方法,这为玻色-爱因斯坦凝聚的实验和应用研究提供了理论参 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚 Gross-Pitaevskii方程 啁啾孤子 操控     

光晶格中的冷原子

光晶格是一种人造光晶体,它是由反向传播激光束干涉形成的周期性势阱构成的。光晶格的周期、势深等参量可以通过调节激光的强度和频率等来准确控制。作为一个纯净可控的实验平台,光晶格已经逐渐成长为模拟多体系统的最便利的工具之一。文章对光晶格中冷原子进行了简单的介绍,重点阐述了玻色—爱因斯坦凝聚、激光冷却、光晶格和量子相变等内容。     

半无限深势阱中自旋相关玻色-爱因斯坦凝聚体的量子反射与干涉

玻色-爱因斯坦凝聚体与势垒或势阱的量子反射及干涉是考察宏观物质波奇特物性的最有效途径之一.利用传播子方法和基于冷原子实验广泛采用的飞行时间吸收成像方案,研究自旋相关玻色-爱因斯坦凝聚体在半无限深势阱中的反射和干涉演化动力学,得到了自旋相关的凝聚体波函数的严格解析解.结果表明,当自旋相关光晶格关闭后,非局域于不同格点中相同自旋态的物质波在自由膨胀过程中发生量子干涉,形成了对比度明显的干涉条纹.与此同时,扩张的自旋相关物质波包与半无限深势阱壁相遇发生量子反射,反射波与入射波产生二重干涉,在密度分布两边对称的局部位置出现剧烈的振荡,干涉条纹表现出显著的调制效应.分析讨论了自旋态、相干输运距离和相对相位等因素对干涉条纹的影响.该研究有助于促进对自旋相关凝聚体宏观量子特性的认识,为深入检验自旋相关光晶格中凝聚体干涉的理论模型和物理机理提供依据和新方案.     

基于高斯型脉冲的非线性Ramsey干涉

基于非线性Rosen-Zener隧穿理论, 利用高斯型脉冲研究了双势阱玻色-爱因斯坦凝聚体的非线性Ramsey干涉. 通过数值模拟得到了丰富的非线性Ramsey干涉图样, 分别讨论了粒子间相互作用和高斯型脉冲的周期对干涉图样的影响. 通过哈密顿正则关系得到了干涉条纹的基频表达式, 并借助傅里叶变换对Ramsey干涉条纹的频率进行分析, 得到了干涉条纹的基频随粒子间相互作用及脉冲周期的变化关系. 比较数值和解析结果发现两者符合得很好. 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚 Ramsey干涉 高斯型脉冲     

玻色-爱因斯坦凝聚特性及其应用

本文介绍了北京大学建立的玻色-爱因斯坦凝聚实验平台，实现了玻色-爱因斯坦凝聚（图1），获得了原子数为五十万个，温度为50纳开尔文的玻色凝聚体。在此基础上我们精密测量了玻色-爱因斯坦凝聚的相变温度，还利用玻色-爱因斯坦凝聚实验平台通过马越让那跃迁获得了可控的多量子态玻色爱因斯坦凝聚体。并利用四种方法获得了原子激光（图2），其中有三种方法是国际上第一次使用。另外，我们提出了将玻色一爱因斯坦凝聚转入Magic光晶格阱，实现精度优于10^-17的新型原子钟的设想。     

装载于外势场中的玻色-爱因斯坦凝聚N-孤子间的相互作用

首先建立起玻色-爱因斯坦凝聚孤子链的微扰复数Toda链理论,然后深入研究玻色-爱因斯坦凝聚N-孤子间的绝热相互作用,分别通过对二次外势场、周期性外势场和二者叠加的复合外势场所引起的三类微扰,利用微扰的复数Toda链理论给出了解析处理, 并和基于分步傅里叶变换的直接数值方法进行比较,发现微扰的复数Toda链方程能够充分揭示上述三类外势场中的N-孤子链的动力学行为和特征.同时还给出了从孤子链中提取一个或多个局域态的倾斜势场或周期性势场的强度临界值,这可为玻色-爱因斯坦凝聚的实验研究 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚 Gross-Pitaevskii方程 物质波孤子 相互作用     

Evolution of Matter Wave Interference of Bose-Condensed Gas in a 2D Optical Lattice

We investigate the average particle-number distribution of the atoms in the combined potential of 2D optical lattices and 31) harmonic magnetic trap based on the Gross-Pitaevskii equation. After the combined potential is switched of[, and only the optical lattice is switched off, we give the analytical results of the wavefunction of the Bosecondensed gas at any time t by using a propagator method. For both disk-shaped and cigar-shaped Bose-condensed gas,we discuss the evolution process of the central and side peaks of the interference pattern.     

Evolution of Matter Wave Interference of Bose-Condensed Gas in a 2D Optical Lattice

We investigate the average particle-number distribution of the atoms in the combined potential of 2D optical lattices and 3D harmonic magnetic trap based on the Gross-Pitaevskii equation. After the combined potential is switched off, and only the optical lattice is switched off, we give the analytical results of the wavefunction of the Bosecondensed gas at any time t by using a propagator method. For both disk-shaped and cigar-shaped Bose-condensed gas,we discuss the evolution process of the central and side peaks of the interference pattern.     

Macroscopic resonant tunneling in an rf-SQUID flux qubit under a single-cycle sinusoidal driving

We experimentally demonstrate the observation of macroscopic resonant tunneling(MRT) phenomenon of the macroscopic distinct flux states in a radio frequency superconducting quantum interference device(rf-SQUID) under a singlecycle sinusoidal driving.The population of the qubit exhibits interference patterns corresponding to resonant tunneling peaks between states in the adjacent potential wells.The dynamics of the qubit depends significantly on the amplitude,frequency,and initial phase of the driving signal.We do the numerical simulations considering the intra-well and interwell relaxation mechanism,which agree well with the experimental results.This approach provides an effective way to manipulate the qubit population by adjusting the parameters of the external driving field.     

Coupled field induced conversion between destructive and constructive quantum interference

We study the control of quantum interference in a four-level atom driven by three coherent fields forming a closed loop. The spontaneous emission spectrum shows two sets of peaks which are dramatically influenced by the fields. Due to destructive quantum interference, a dark line can be observed in the emission spectrum, and the condition of the dark line is given. We found that the conversion between destructive and constructive quantum interference can be achieved through controlling the Rabi frequency of the external fields.     

Determination of path length difference by low coherence interference spectrum

Path length difference is the key parameter in two-beam interferometer, especially in low coherence interferometer. It determines the visibility of the interference fringes. In this study, we present a method to determine the path length difference between two arms of a fiber optic Mach–Zehnder interferometer by evaluating the peaks of power distribution of the interference spectrum with a wide band light source. The experimental results are in close agreement with the theoretical calculations.     

Multi-band microwave metamaterial absorber based on coplanar Jerusalem crosses

The influence of the gap on the absorption performance of the conventional split ring resonator(SRR) absorber is investigated at microwave frequencies. Our simulated results reveal that the geometry of the square SRR can be equivalent to a Jerusalem cross(JC) resonator and its corresponding metamaterial absorber(MA) is changed to a JC absorber. The JC MA exhibits an experimental absorption peak of 99.1% at 8.72 GHz, which shows an excellent agreement with our simulated results. By simply assembling several JCs with slightly different geometric parameters next to each other into a unit cell, a perfect multi-band absorption can be effectively obtained. The experimental results show that the MA has four distinct and strong absorption peaks at 8.32 GHz, 9.8 GHz, 11.52 GHz and 13.24 GHz. Finally, the multi-reflection interference theory is introduced to interpret the absorption mechanism.     

自相关在双向剪切激光准直检校中的应用

对基于双向剪切干涉的激光准直检校方法进行了研究.采用CCD对干涉条纹进行采集,提出了用自相关比较条纹宽度的方法,解决了人眼直接观察会引入主观判断误差且不适用于非可见光的问题.理论分析和实验表明：条纹灰度分布的自相关函数会以条纹宽度值为周期出现峰值;比较两半场条纹自相关函数峰值出现的位置即能得知入射激光的准直与否.     

化学反应中的量子干涉

波长为157nm的 O2 在受激准分子激光器作用下可离解为 O3P 和 O1D .为了在理论上研究化学反应 的量子干涉效应,利用一阶含时波恩近似及各向异性相互作用势建立了量子干涉效应模型,讨论了完全干涉和完全非干涉两种情况。     

基于点光源的迈克耳孙干涉实验条纹的机理分析

一般国内的大学物理和大学物理实验教材都只介绍干涉圆条纹和直线干涉条纹,用迈克耳孙干涉仪可以调制出椭圆和双曲线干涉条纹;但对条纹形成的理论推导很少涉及．本文根据点光源双光束干涉理论,分析基于点光源照明的迈克耳孙干涉实验中所产生的各种可能的干涉条纹：双曲线形干涉条纹、圆形干涉纹、椭圆形干涉纹及直线形干涉纹的形成条件．本文也对等倾干涉条纹、等厚干涉条纹与既非等倾也非等厚干涉条纹的机理进行分析和比较．通过对每一种干涉图样的解析分析和比较,旨在对迈克耳孙干涉实验有更全面和更深刻的了解．