利用原子芯片上Z形磁阱囚禁中性87Rb原子

利用解析和数值方法计算了Z形磁阱的囚禁势,发现当囚禁中心和芯片表面距离较远时(该距离和Z形线中部导线的一半长度相差不超过一个量级),势阱的深度不能近似表示成偏置磁场By对应的能量,而要减去囚禁中心的势能高度;而增加By进行磁阱压缩到一定值时,势阱深度反而会下降.此外介绍了原子芯片的制作方法,以及利用原子芯片上Z形磁阱囚禁中性87Rb原子的实验装置和实验过程.最终有2×106个87Rb原子被转移到Z形磁阱中.     

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     

磁光阱中超冷钠-铯原子碰撞的实验研究

研究了磁光阱中异核超冷钠铯原子的碰撞机理, 测量了超冷钠原子的碰撞损失率, 得到了钠-铯原子的碰撞损失系数β_Na-Cs与钠原子俘获光强度之间的关系. 利用多普勒模型计算了不同俘获光强度下的钠原子磁光阱的阱深, 得到了临界光强的理论值, 与实验结果符合得较好.     

光致原子解吸附对冷原子磁光阱装载的动力学研究

在获得光致原子解吸附(light-induced atom desorption,LIAD)效应的基础上,从理论和实验方面分析了LIAD对铯原子磁光阱装载的动力学过程的影响,特别是背景原子对磁光阱的影响.通过实验获得了不同光强和照射时间下关闭解吸附光后磁光阱中铯原子的衰减过程,理论模型定量地描述了背景铯原子造成压强的变化及其对最终平衡态下真空度的影响.该研究对中性原子的长时间俘获,有效控制磁光阱中原子的装载过程具有重要意义. 关键词： 光致原子解吸附 磁光阱 激光冷却与俘获     

铷原子磁光阱中超冷等离子体的形成和演化

在铷原子的磁光阱中,通过光电离冷原子方法和稠密里德堡原子的自发演化方法产生了超冷等离子体。磁光阱中冷却并囚禁了10^7个原子,温度约为500μK,之后用一束脉冲激光将冷原子电离或者激发至高里德堡态,通过调节脉冲激光的能量控制离子数量或者里德堡原子的数量。利用延迟斜坡电场或脉冲电场引出超冷等离子体中的电子,对超冷等离子体的形成和演化进行了研究,并利用库仑势阱模型对实验结果进行了解释。实验结果表明,由于来自长寿命里德堡原子的贡献,里德堡原子自发演化形成的超冷等离子体的寿命比光电离形成的超冷等离子体的寿命长。     

磁光阱特性及冷原子集合行为的实验研究

磁光阱目前已经成为量子光学领域的内的一种强有力的研究工具，在实现了铯磁光阱后，我人通过对实验系统的改进提高了磁光阱的性能，在此基础上对磁光阱中原子数目和密度与磁光阱参数（包括激光光强，失谐以及磁场梯度等）的关系进行了系统的实验研究，结果与我们的理论预计大致符合，同时我们还观察到调节冷却激光光束准直和补偿地磁场的姆霍兹线圈电流过程中出现的冷原子云形状的变化，包括原子云的干涉图样，多亮点原子云，环形原     

冷原子的双阱微磁表面囚禁

提出了两种新颖的采用载流导线的双阱微磁表面囚禁方案(即双U形与双Z形导线囚禁)。通过改变囚禁方案中直导线中的电流方向，即可将双U形导线囚禁改变为双Z形导线囚禁；如果逐渐减小直导线中的电流大小，即可将一个双阱微磁囚禁连续地合并为一个单阱微磁囚禁，反之亦然。详细计算和分析了上述两种载流导线囚禁方案的磁场及其梯度的空间分布。研究发现在导线中通以较小的电流，即可在导线表面附近产生很大的磁场梯度及其曲率。例如当电流为O．2A时，其磁场梯度和曲率可分别达到0．2T／cm和10T／cm2以上。由于双U形导线囚禁中存在磁场零点，而双Z形导线囚禁中仅存在磁场最小值，所以双U形导线囚禁仅适用于制备双样品磁光囚禁(MOT)或研究中性原子的冷碰撞，而双Z形导线囚禁除了可用于研究原子的冷碰撞之外，还可以用于制备双样品玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)或实验研究双阱玻色-爱因斯坦凝聚的性质等。     

利用原子芯片上Z形磁阱囚禁中性87Rb原子

利用解析和数值方法计算了Z形磁阱的囚禁势，发现当囚禁中心和芯片表面距离较远时(该距离和Z形线中部导线的一半长度相差不超过一个量级)，势阱的深度不能近似表示成偏置磁场B_y对应的能量，而要减去囚禁中心的势能高度；而增加B_y进行磁阱压缩到一定值时，势阱深度反而会下降.此外介绍了原子芯片的制作方法，以及利用原子芯片上Z形磁阱囚禁中性⁸⁷Rb原子的实验装置和实验过程.最终有2×10⁶个⁸⁷Rb原子被转移到Z形磁阱中.     

冷原子的横向推载与探测

中在获得温度低，数目多的冷原子基础上，研究了冷原子传输速度与推的脉冲光各种参数之间的关系。     

冷原子的横向推载与探测

文中在获得温度低,数目多的冷原子基础上,研究了冷原子传输速度与推的脉冲光各种参数之间的关系.     

费米6Li冷原子装载动力学的研究

我们用简单的系统实现了6 Li费米原子的冷却及俘获,研究了磁光阱中冷原子的装载动力学.由于其质量小和反冲动量大等特点,装载、冷却及俘获过程和其他的碱金属原子具有极大的不同.我们测量了装载率、单体碰撞损失率和原子数与温度的关系.基于气体动能和原子碰撞散射的理论计算来解释实验的测量结果.实现的长寿命6Li冷原子对将来研究超冷费米原子的量子简并及其强相互作用具有重要的意义.     

蒙特卡罗模拟四极阱中原子的参变激发

在中性原子的磁囚禁实验中,磁阱线圈的电流噪声会激发磁阱中的原子运动,势必对原子团的温度和寿命产生不可忽视的影响。对于非简谐阱,这种激发具有能量选择特性,它又取决于电流噪声的频谱分布。选择了实验中常用的四极阱为研究对象,用直接模拟蒙特卡罗方法来模拟四极阱中原子运动的参变激发现象,得到了原子温度与原子数损失随激发频率的变化关系,并进一步计算了两个共振峰处原子温度随调制时间和调制深度的变化曲线。此外,还研究了弹性碰撞速率对参变激发过程中原子温度上升的影响。这些结果对四极阱参变激发的实验有较好的参考价值。     

一种测量磁光阱中冷原子密度和温度的新方法

报道了对磁光阱中冷铯原子吸收谱的实验观察,由于冷原子的多普勒增宽远小于激光发态超精细分裂,实验观察到三个孤立的吸收峰（Cs,6S1/2,F=4→6P3／2,F＝3,4,5,）其吸收系数比为3：7：12,这与相应跃迁振子强度一致。利用吸收信号测量了冷原子云的密度.结果与荧光探测法在10％的精度内符合;用吸收信号测量了冷原子的温度,测量结果与用荧光飞行时间法和释放捕捉法的结果吻合。     

Ground States of Ultracold Spin-1 Atoms in a Deep Double-Well Optical Superlattice in a Weak Magnetic Field

The ground states of the ultracold spin-1 atoms trapped in a deep one-dimensional double-well optical superlattice in a weak magnetic field are obtained. It is shown that the ground-state diagrams of the reduced double- well model are remarkably different for the antiferromagnetic and ferromagnetic condensates. The transition between the singlet state and nematic state is observed for the antiferromagnetic interaction atoms, which can be realized by modulating the tunneling parameter or the quadratic Zeeman energy. An experiment to distinguish the different spin states is suggested.     

Production of 87Rb Bose-Einstein condensates in a hybrid trap

We report a rapid evaporative cooling method using a hybrid trap which is composed of a quadrupole magnetic trap and a one-beam optical dipole trap. It contains two kinds of evaporative coolings to reach the quantum degeneracy: initial radio-frequency (RF) enforced evaporative cooling in the quadrupole magnetic trap and further runaway evaporative cooling in the optical dipole trap. The hybrid trap does not require a very high power laser such as that in the traditional pure optical trap, but still has a deep trap depth and a large trap volume, and has better optical access than the normal magnetic trap like the quadrupole-Ioffe-configuration (QUIC) cloverleaf trap. A high trap frequency can be easily realized in the hybrid trap to enhance the elastic collision rate and shorten the evaporative cooling time. In our experiment, pure Bose-Einstein condensates (BECs) with about 1 × 105 atoms can be realized in 6 s evaporative cooling in the optical dipole trap.     

Temperature of the Remaining Cold Atoms after Two-Step Photoionization in an ^87Rb Vapor Cell Magneto-Optical Trap

The temperature of the remaining cold ^87Rb atoms confined in a vapor cell magneto-optical trap after two-step photoionization has been measured. In the two-step photoionization process, the first excitation laser is served by the cooling laser and the second excitation laser is served by a continuous semiconductor laser with a wavelength of 450hm. The results show that the temperature of the remaining cold atoms decreases as the intensity of the second excitation laser increases. Moreover, the relationship between the temperature T and number N of the remaining cold atoms generally foliows a power law, while it deviates from the well-known T ∝ N^1/3 and the power factor is smaller than 1/3. We propose that ion-atom collisions occurring during a photoionization process strongly influence the temperature sealing law in an optiealiy dense magneto-optical trap in the presence of an ionization laser. In addition, the forced evaporative cooling due to the combined effect of the detuning of the first excitation laser and the two-step photoionization plays a role in cooling the remaining cold atoms and results in the dependence of the power factor on the detuning of the first excitation laser.     

测量冷原子温度的理论与近似拟合公式的误差分析

对短程飞行时间法(tim e-of-flight,TOF)中推算冷原子温度的理论拟合公式与近似拟合公式进行了误差分析与比较。研究表明:对于使用短程飞行吸收光谱信号推测冷原子团温度,当探测光光斑半径与冷原子团高斯半径之比k小于0.2时,理论拟合公式和近似拟合公式能很好的相符,随着探测光光斑半径与冷原子团高斯半径比值的逐渐增大,用近似拟合公式所得TOF吸收信号与用理论拟合公式所得TOF吸收信号的误差也将逐渐增大,当比值为0.5时,用近似拟合公式所得TOF吸收信号的误差将增大到20%。     

冷~(85)Rb原子中的非共线非简并四波混频的实验研究

文章介绍了在磁光阱制备的Rb85冷原子团中通过特定时序的光场进行四波混频的实验研究,我们观察到了混频光强度的空间分布,简要讨论了三束作用光场的频率和光强对混频光产生的影响.时序调制下的四波混频实验为利用冷原子系综制备非经典关联光子对提供了基础.     

Unconventional Landau Levels of Ultracold Fermionic Atoms on Two-Dimensional Honeycomb Lattice

We investigate the unconventional Landau levels of ultracold fermionic atoms on the two-dimensional honeycomb optical lattice subjected to an effective magnetic field, which is created with optical means. In the presence of the effective magnetic field, the energy spectrum of the unconventional Landau levels is calculated. Furthermore, we propose to detect the unconventional Landau levels with Bragg scattering techniques.