集成原子光学及其原子芯片

随着原子激光冷却、囚禁与操控技术以及微米、纳米微电子制作技术的快速发展与不断完善,一个新兴的原子光学分支学科一“集成原子光学及其原子芯片”正在形成。本文重点介绍了集成原子光学及其原子芯片的集成方案、实验结果及其最新进展：包括表面微结构原子光学元器件、微磁结构集成原子光学、微光结构集成原子光学和微磁光结构集成原子光学及其原子芯片的设计方案与微制作技术及其最新实验结果。最后,简单总结了原子芯片的设计原则,讨论了芯片设计与研制中尚待解决的问题,并就集成原子光学的潜在应用及其未来发展作一简单展望。     

集成原子光学:原子芯片

原子光学是当前研究得比较热的学科，由于原子激光冷却技术和纳米技术的成熟，原子光学朝着微型化和集成化的方向发展．文章主要介绍了当前集成原子光学的一个焦点——原子芯片及其最新实验进展：包括不同形式的原子导引方式，当前原子芯片的实验工作，原子芯片在玻色—爱因斯坦凝聚(BEC)研究中的应用，以及原子芯片在其他方面的应用前景．     

混合型集成光学加速度计集成光学芯片

本文描述了应用于地震勘探的混合型集成光学加速度计集成光学芯片的工作原理及结构特点。完成了各单元波导器件的设计计算，实现了7个波导器件的单片集成，并与输入、输出光纤等器件的混合集成。具有体积小，稳定可靠的独特优点。     

集成光学芯片的闭环光纤陀螺研究

简要分析集成光学芯片闭环光纤陀螺的构成、信号检测方法及电路实现方法。     

光纤中的集成光学与离散光学

光纤集成光学和离散光学有望成为光子学集成的一个新分支。这种集成技术可以通过离散的方法方便地在一根光纤中控制和操纵光波,也为集成光学与离散光学的研究提供了一个灵活方便的平台,为微光子器件和系统集成提供了一种有效的方法和手段。文章简要总结了在光纤内实现光学器件集成和微光学系统集成的主要思想和关键技术,探讨了离散光学需要考虑的核心内容,为该方向的进一步发展提供了若干前期的研究基础。     

原子光学讲座第二讲量子原子光学

近年来,有关玻色一爱因斯坦凝聚（BEC）及其量子光学性质的理论与实验研究得到了飞速发展,并取得了一系列重大进展,从而形成了一门原子光学的新分支学科——“量子原子光学”．文章重点介绍了量子原子光学的研究内容、实验结果及其最新进展,主要包括BEC实验研究的重大进展、原子量子态的实验制备、原子激光的产生及其最新进展、BEC凝聚体或原子激光的相干性和费米原子气体的量子简并等．     

光纤陀螺中的多功能集成光学芯片

介绍了多功能集成光学芯片在光纤陀螺中的应用。在光纤陀螺中采用了多功能集成光学芯片后 ,可以大大简化光纤陀螺系统的结构 ,缩小光纤陀螺的体积。光纤陀螺中的一些器件如相位调制器和光学开关、消光器甚至光波导谐振腔都可以集成在一个多功能集成光学芯片上。这样可以提高光纤陀螺的性能 ,增加其稳定性和可靠性 ,在某些特殊的设计中还可以对陀螺系统的误差进行补偿。     

原子芯片的基本原理、关键技术及研究进展

飞速发展的激光冷却、囚禁与操控中性原子的理论和实验技术不仅促进了人们对微观物质运动规律的认知,而且在精密测量和量子信息领域催生了多项颠覆性的器件与应用.不同于传统复杂庞大的原子光学实验装置,原子芯片通过在硅等基底上制备的表面微纳结构或器件来精准控制磁场、电场或光场,从而在小尺度、低功耗条件下实现对原子的强束缚与相干操控...     

硅基集成光量子芯片技术

光量子芯片技术采用传统半导体微纳加工工艺,可在单个芯片上集成大量光量子器件,实现量子信息处理应用,具有高集成度、高精确度、高稳定性等优势。基于硅基集成光学技术的硅基光量子芯片,得益于其CMOS可兼容、非线性效应强、超高集成度等特点,在未来实现可实用化大规模光量子计算与信息处理应用方面展示出巨大潜力。文章对硅基集成光量子芯片技术进行介绍,包括硅基集成光学基础器件,硅基光量子芯片上光子的产生、操控和探测等技术,以及面向量子计算及量子信息处理应用方面大规模硅基光量子芯片技术的近期进展,并对面临的技术挑战与发展方向进行展望。     

第二讲 量子原子光学

近年来,有关玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）及其量子光学性质的理论与实验研究得到了飞速发展,并取得了一系列重大进展,从而形成了一门原子光学的新分支学科——“量子原子光学”.文章重点介绍了量子原子光学的研究内容、实验结果及其最新进展,主要包括BEC 实验研究的重大进展、原子量子态的实验制备、原子激光的产生及其最新进展、BEC 凝聚体或原子激光的相干性和费米原子气体的量子简并等.     

原子光学讲座第一讲几何与波动原子光学及其器件

文章首先简单介绍了冷原子操纵与控制的基本原理。然后，重点介绍了几何与波动原子光学及其器件的研究内容、潜在应用和最新进展，其中包括：原子束的反射和原子反射镜；原子束偏转（折射）、聚焦成像和原子透镜；原子衍射和原子光栅；原子干涉和原子干涉仪；原子全息学及其技术等。     

原子干涉仪和原子光学研究的最新进展

综述了近年来原子干涉仪和原子光学研究领域研究领域工作的最近进展。重点介绍了德布罗意原子物质波干涉仪的基本物理原理，原子的杨氏双缝干涉实验，利用受激拉曼跃迁的原子干涉仪和Ｒａｍｓｅｙ原子干涉仪。     

激光汇聚Cr原子沉积的原子光学特性研究

利用激光汇聚原子沉积技术,实验上获得了一维Cr层光栅结构.经原子力显微镜测试,其周期常数为（212.8±0.2） nm,约等于激光驻波场波长的一半.根据半经典理论模型,采用Adams-Bashforth-Moulton算法进行数值求解,模拟了同等实验参数条件下的Cr原子运动轨迹,并对其原子光学特性进行分析.结果表明,模拟分析与实验结果符合得较好. 关键词： 原子光学 激光汇聚原子沉积 原子光学特性     

大磁场梯度铯原子磁光阱中单原子的实验观测

基于中性原子的激光冷却与俘获技术,目前人们已可以对单个原子的外部乃至内部自由度进行有效的调控.从而可在单原子单光子的层次上对光场与物质的相互作用进行研究.     

单原子激光操控研究进展

文章评述了激光操控单个中性原子研究方面的进展,报道了作者及其合作者近年来在单原子激光囚禁与冷却、单原子量子比特的相干转移、单原子物质波干涉仪、两个异核原子的受控碰撞等方面所取得的最新研究结果,最后对未来发展进行了展望。     

原子漏斗及其应用

文章简单介绍了磁、光原子漏斗的基本原理,详细综述了各种原子漏斗方案及其实验结果.这些漏斗方案主要包括采用红失谐高斯光束、蓝失谐消逝波光场和空心光束串联而成的光学原子漏斗,采用载流导线的静磁原子漏斗以及采用磁光凝胶构成的磁光原子漏斗.文章最后还简单介绍了原子漏斗在原子光学领域中的潜在应用.     

第一讲 几何与波动原子光学及其器件

文章首先简单介绍了冷原子操纵与控制的基本原理.然后,重点介绍了几何与波动原子光学及其器件的研究内容、潜在应用和最新进展,其中包括：原子束的反射和原子反射镜;原子束偏转（折射）、聚焦成像和原子透镜;原子衍射和原子光栅;原子干涉和原子干涉仪;原子全息学及其技术等.     

可扩展的用于量子信息处理的刻槽平面离子芯片设计

研究设计了一个有效的可扩展的二维刻槽离子芯片。为了减少激光在离子芯片表面的散射,使被囚禁离子更加稳定,并使激光容易控制和探测成行的被囚禁离子,在每两个平行的射频电极中间刻槽使冷却光和探测光路径可穿过芯片。把控制离子运动的直流电极跟射频电极分开,减轻了不同电压对被囚禁离子的干扰,改进了对离子的控制。用有限元分析的方法对芯片表面上方的电势分布做了计算模拟。模拟结果表明,在这种新型的刻槽可扩展芯片上可以生成一个可扩展的离子阱阵列。这种结构提供了一个新颖的刻槽二维平面离子芯片,被囚禁其上的线形离子阵列可用来进行大型的量子信息处理。