中性原子在单束局域空心光束中的Sisyphus冷却

我们提出了一种采用径向分布的π位相板产生局域空心光束的新方法。研究发现局域空心光束的径向暗斑尺寸与相对孔径的倒数的一次方成正比，而轴向暗斑尺寸与相对孔径的倒数的二次方成正比，这表明改变聚焦透镜的焦距，即可有效地改变局域空心光束的暗中空区域。此外，在焦点附近局域空心光束的强度梯度很大，当它处于蓝失谐时，由强度梯度感应的Sisyphus冷却效应将非常显著。因此，蓝失谐的局域空心光束不仅可用于中性原子的激光囚禁，而且也可用于中性原子的激光冷却。我们采用Monte-Carlo模拟方法就中性原子在单束局域空心光束中的Sisyphus冷却的动力学过程进行了理论研究。结果表明一个温度约为3μΚ和密度为～1012atoms/cm3的超冷原子样品可以在我们的单束局域空心光束囚禁中获得。进一步的理论分析表明如果通过改变聚焦透镜的焦距来压缩上述超冷原子样品，将光阱中的原子密度控制在碱金属原子的BEC密度范围之内，并同时采用光学势蒸发冷却技术，将原子温度进一步冷却至光子反冲温度附近时，一个全光学冷却与囚禁的碱金属原子BEC也许能在我们的单束局域空心光束势阱中实现。     

亚微米局域空心光束的产生及其在单原子囚禁与冷却中的应用理论研究

提出了一种采用单模光纤、环形二元相位板和微透镜组成的光束整形系统产生亚微米局域空心光束的方案. 根据瑞利-索莫菲衍射积分公式, 数值计算了微透镜焦平面附近的场分布, 详细研究了空心光束的暗斑尺寸与单模光纤模场半径和微透镜焦距的关系. 数值计算结果表明: 在微透镜焦平面附近光场分布近似对称, 在焦点处场强近似为零, 周围场强逐渐增大, 形成半径约为0.4 μm的三维封闭的球形空心光场区域, 即亚微米局域空心光束. 当局域空心光束为蓝失谐时, 光场中的原子将被囚禁在光场最弱处. 若加上抽运光, 原子将受到蓝失谐局域空心光束与抽运光共同激发的强度梯度Sisyphus冷却. 本文利用该方案产生的亚微米局域空心光束构建单原子的囚禁与冷却器件, 并以单个⁸⁷Rb原子为例, 利用Mont-Carlo方法研究亚微米局域空心光束中单原子囚禁与强度梯度冷却的动力学过程, 结果表明利用该器件可以获得温度在5.8 μK量级的超冷单原子.     

全光学冷却与囚禁133Cs原子玻色-爱因斯坦凝聚的可能性

综述了近年来有关蒸发冷却¹³³Cs原子样品的实验进展,分析了磁囚禁¹³³Cs原子玻色爱因斯坦凝聚(BEC)的困难,并在此基础上提出了一个全光型冷却与囚禁¹³³Cs原子BEC的新方案.该方案主要由一个来自半导体激光(λ=0852μm)的倒金字塔形中空光束重力光学囚禁(pyramidal-hollow-beam gravito-optical trap,缩写为PHB GOT)和一个来自Ar⁺激光(λ=05013μm)的圆锥形中空光束重力光学囚禁(conical-hollow-beam gravito-optical trap,缩写为CHB GOT)组成.在PHB GOT中,冷原子经历了一个有效的中空光束感应的Sisyphus冷却(也即强度梯度冷却)和抽运光感应的几何冷却,原子温度将被从磁光囚禁(MOT)温度(约为60μK)冷却至几个光子反冲极限(约为2μK);而在Ar⁺中空光束囚禁(CHB GOT)中,冷原子将被Raman冷却或速度选择相干粒子数囚禁技术(velocity-selection coherent population trap,缩写为VSCPT)进一步冷却至光子反冲极限以下,并被激光频率高于原子共振频率的(也即蓝失谐的)covering光束压缩.我们就PHB冷却的动力学过程进行了Monte-Carlo模拟,并计算了Ar⁺中空光束囚禁¹³³Cs原子的光学势.研究结果表明,实现一个全光学冷却与囚禁的¹³³Cs原子BEC是可能的 关键词： 倒金字塔型中空光束重力光学囚禁 强度梯度冷却 氩离子中空光束囚禁 喇曼冷却 铯原子BEC     

采用消逝波干涉的二维表面微光阱阵列

提出了一种采用两套超大红失谐消逝波干涉和一束蓝失谐消逝波光场来实现原子二维表面微光阱阵列和原子有效强度梯度冷却的新方案,得到了二维表面微光阱阵列的光强分布和光学势分布.研究发现,二维表面微光阱阵列中微光阱的光学势能够有效地囚禁从标准磁光阱中释放的冷原子,并且被囚禁的冷原子能在蓝失谐消逝波光场的作用下产生有效的强度梯度Sisyphus冷却,对⁸⁷Rb原子而言,原子温度能被冷却到2.56μK.该方案在冷原子物理、原子光学和量子光学领域中有着广阔的应用前景. 关键词： 消逝波干涉 微光阱阵列 原子囚禁 强度梯度冷却     

中性原子的激光导引及其应用

文章综述了采用中空光纤中红失谐高斯模式,红失谐高斯激光束,中空光纤中蓝失谐消逝波和蓝失谐暗中空光束实现中性原子激光导引的原理,方法和实验及其最新进展,并简单介绍了激光导引原子技术在原子光学领域中的应用。     

~(87)Rb玻色-爱因斯坦凝聚体的快速实验制备

采用二维磁光阱产生了-个快速~(87)Rb原子流,并在高真空的三维磁光阱中实现了~(87)Rb原子的快速俘获,进一步采用射频蒸发冷却技术实现了原子云的预冷却,然后将原子转移到远失谐的光学偶极阱中蒸发得到了玻色-爱因斯坦凝聚体.实验上可以在25 s内完成三维磁光阱的装载(约1.0×10~(10)个~(87)Rb原子),然后经过16 s的冷却过程最终在光学偶极阱中获得5.0×10~5个原子的玻色-爱因斯坦凝聚体.实验重点研究了二维磁光阱的优化设计和采用蓝失谐大功率光束对四极磁阱零点的堵塞,抑制四极磁阱中原子的马约拉纳损耗,更加有效地对原子云进行预冷却.     

采用聚焦空心光束的原子透镜

本文提出了一种采用2π位相板产生聚焦空心光束的新方法.由于位相板对光束具有位相调制作用,这将导致输出光束中心的完全相消干涉效应,使得输出光束的轴向强度为零,从而在位相板和透镜后方产生一束聚焦的空心光束.理论计算表明,我们可以通过调节薄透镜的焦距f和入射准直高斯光束的束腰w0大小,在焦平面上产生一个极小的暗斑尺寸(DSS),用于形成分辨率很高的原子透镜.我们的研究发现在焦平面上,聚焦中空光束的DSS越小,光学势越大,对应的最佳失谐量δ也越大,越有利于原子透镜分辨率的提高.因为这不仅有利于得到高分辨率的原子透镜,而且还可有效地减少聚焦中空光束中原子的自发辐射和光子散射效应.此外,我们还考虑了各项象差对聚焦原子束分辨率的影响.研究发现聚焦原子束的焦距有一最小值f=3.88 m,构成的原子透镜分辨率大约为0.6 nm.显然,这一原子透镜在高分辨率原子光刻等方面有着潜在的应用前景.     

采用四根单模光纤束实现消逝波原子(或分子)波导的理论分析

提出了一种利用四根亚微米单模光纤束实现冷原子(或冷分子)波导的新方案，计算了四光纤束内空心区域的消逝波光场及其光学囚禁势.研究表明这种蓝失谐的空心消逝波光场同样可用于实现冷原子(或冷分子)的激光波导，而且与传统的中空光纤原子波导方案相比，不仅简单方便，造价低廉，而且更容易实现冷原子物质波的高效单模波导. 关键词： 单模光纤 消逝波 原子(或分子)波导     

Rb原子磁光阱中囚禁原子数目与实验参数的依赖关系

研究表明，Rb原子磁光阱中所囚禁的原子数目对囚禁光的光强和失谐量，回泵光的强度以及磁场梯度有很大的依赖关系.用二能级系统模型对囚禁原子数目随囚禁光的光强和失谐量的变化关系进行了预估，理论预测的结果与实验结果定性符合.实验结果也展示了囚禁原子数目随回泵光的强度和磁场梯度的变化关系，要定量解释这些实验结果则需要更复杂的理论模型.通过囚禁原子数目对实验参数依赖关系的研究，得到特定的实验参数，来获得最大数目的冷原子. 关键词： 磁光阱 冷原子     

一维CO2光学晶格中的光子带隙

本文研究了囚禁^85Rb原子的一维CO2光学晶格的光子带隙。由于大失谐CO2聚焦光束（λ=10．6μm）远离Rb原子的共振频率，原子与晶格光场的自恰作用可忽略，Rb原子被囚禁在周期为d=λ／2=5．3μm的周期性格点上，且单个格点上囚禁的原子数目可以达到10^3，整个晶格形成具有空间周期性调制的介电多层膜系。类似于光子晶体，其光学响应将在晶格频率与共振频率之间产生光子带隙。另一方面，     

铝对过渡金属离子掺杂的二氧化硅溶胶凝胶玻璃发光性质的影响

用溶胶凝胶法制备了过渡金属离子(Ni2+,Mn2+和Cu2+)单掺、铝共掺的二氧化硅玻璃,测量了荧光光谱、吸收光谱和红外光谱,研究了Al3+对过镀金属离子在二氧化硅玻璃中发光性质的影响。研究结果表明,Al3+对过渡金属离子的发光性质有着显著影响:Ni2+,Mn2+和Cu+的发光强度大幅度提高,Mn2+的发光峰峰位改变。     

纳秒强激光场中甲醇光电离产生高价离子的研究

利用25ns脉冲Nd YAG 532nm的激光，在1011 W·cm-2的光场强度下，利用飞 行时间质谱对He, N2, Ar载气条件下甲醇的激光电离过程进行了研究.发现当利用氩作为 载气时，除观察到一般多光子电离所产生的离子和碎片离子外，还观察到很强的Cq+(q=2-4)和Oq+(q=2—4)高价离子.这些离子都有很高的平动能，通 过改变载 气种类和压力以及使用不同延迟条件的脉冲电场的实验，可以认为这些高价离子来源于含甲 醇团簇的库仑爆炸过程.这些实验结果为发展库仑爆炸理论研究提供新思路. 关键词： 甲醇 纳秒激光 高价离子 库仑爆炸     

自动测量超光滑光学表面积分散射的积分散射仪

介绍了一种能自动测量超光滑光学表面积分散射率的积分散射仪。它既能测量光学膜片,同时也能测量光学基片的积分散射。核心部件是一个光学积分球,其作用是收集散射光。对积分散射理论以及仪器原理、关键技术和系统性能等进行了阐述。相对测量精度为±11%,灵敏度为2.3×10-6。     

CSR纵向束团压缩腔研究

针对兰州重离子加速器冷却储存环的发展目标,为了满足高能量密度（涉及重离子驱动惯性约束核聚变新能源）等物理研究的需要, 使用三维电磁场计算程序MAFIA研究了一种新型的适用于CSR的纵向束团压缩腔。 此纵向束团压缩腔采用高磁导率软磁合金材料进行加载,相比于铁氧体加载的高频腔, 可以得到高的电场梯度。以250 MeV/u的238U72+离子为例进行了模拟计算, 得出了此纵向束团压缩腔的工作频率为1.15 MHz, 峰值工作电压为80 kV, 由两个1/4波长同轴谐振腔组成, 每个谐振腔峰值工作电压为40 kV,能够满足在CSR上进行纵向束团压缩的要求。 The scheme of longitudinal bunch compression cavity for the Cooling Storage Ring(CSR) is an important issue. Plasma physics experiments require high density heavy ion beam and short pulsed bunch, which can be produced by non adiabatic compression of bunch implemented by a fast compression with 90° rotation in the longitudinal phase space. The phase space rotation in fast compression is initiated by a fast jump of the RF voltage amplitude. For this purpose, the CSR longitudinal bunch compression cavity, loaded with FINEMET FT 1M is studied and simulated with MAFIA code. In this paper, the CSR longitudinal bunch compression cavity is simulated and the initial bunch length of 238U72+ with 250 MeV/u will be compressed from 200 ns to 50 ns. The construction and RF properties of the CSR longitudinal bunch compression cavity are simulated and calculated also with MAFIA code. The operation frequency of the cavity is 1.15 MHz with peak voltage of 80kV, and the cavity can be used to compress heavy ions in the CSR.     

新核素209Hg的首次观察

报道了新重丰中子汞同位素２０９Ｈｇ的首次观察．The new neutron rich mercury isotope 209Hg has been identified from the separated mercury products producted in 600 MeV 18O+natPb (thick target) reaction. An on line, gas thermochromatographic technique and a special detection method were used. Four γ rays following the 209Hg decay were assigned. The half life of 209Hg was determined to be 35+9-6 s.      

关于合成265Bh实验的可行性分析

分析了目前关于超重核研究的现状,结合现有的设备及条件,在合成259Db以后,下一次实验的目标核初步确定为107号元素的新同位素265Bh.描述了对MG转轮收集探测系统的实验检验结果.实验中成功地观察和测量了24Mg+232Th的产物252No的母子体的α衰变谱,为下一步合成265Bh完成了部分预实验工作.另外,也给出了下一个目标核的衰变特性的理论预言值,同时也选择了产生该目标核的弹靶组合及反应道,并对生成截面进行了粗略估计,给出了该核的可观测性产额及可行性分析. The present status of investigation on the surperheavy nuclei are analyzed. After 259Db synthesized, the next objective nuclide is determined to be265Bh, a new isotope of Z=107 element, according to our existing available equipment and conditions.The test result of the MG rotating wheel collection and detection system is described. The α decay spectra of mother daughter of the product252No from24Mg +232Th reaction are observed and measured successfully in this test experiment. It is regarde...     

离子注入GaAs实现双包层掺镱光纤激光器被动调Q锁模

用离子注入的半绝缘GaAs晶片作为吸收体和输出镜，在双包层掺镱光纤激光器上实现了调Q锁模. 离子注入的能量为400keV的As+离子，注入剂量为1016/cm2，然后在600℃下退火20min. 当抽运功率为5W时, 脉冲平均输出功率为200mW, 调Q包络重复频率为50kHz, 半高宽为4μs，锁模脉冲重复频率为15MHz. 关键词： 离子注入GaAs 掺镱光纤激光器 被动调Q锁模     

双短脉冲驱动类镍钐X光激光的模拟

 介绍了模拟产生类镍离子电子碰撞激发X光激光全过程的系列程序。利用它模拟了英国RAL实验室的双短脉冲驱动类镍钐X光激光实验。与实验结果进行了比较。还研究了不同弯曲度的靶及驱动激光功率密度不均匀性对输出激光强度的影响。对驱动激光的脉宽、主脉冲的功率密度以及主脉冲的延迟时间等进行了优化设计。     

掺铒重金属氧氟硅铋酸盐玻璃的光谱性质

研究了重金属氧氟硅铋酸盐玻璃 (50-x)SiO2 xBi2O3 50PbF2(x=0, 3, 5, 8, 10, 13, 15 mol%)中Er3+离子的吸收光谱、荧光光谱、荧光半高宽、荧光 寿命和热稳定性能.应用Judd Ofelt理论计算了玻璃的强度参数Ωt(t=2,4,6)，应用 McCumber计算了能级4I13/2→4I15/2跃迁的受激发射截面. 结果发现荧光半高宽与Ω6有较大联系，Ω6越大，荧光半高宽越宽.对Er3+ 关键词： 重金属氧氟硅铋酸盐玻璃 光谱性质 Er3+离子 Judd Ofelt参数