从光晶格中释放的超冷玻色气体密度-密度关联函数研究

利用量子旋转场理论详细研究了从光晶格中释放的超冷玻色气体的空间密度-密度关联函数.由于量子旋转场理论充分考虑了光晶格中冷原子气体的粒子数涨落和相位效应,该理论能有效应用于具有强相互作用的冷原子系统,从而光晶格处于超流态到绝缘态逐渐过渡过程中的超冷原子气体的关联特性在这一理论体系下都得到了很好的描述.结果表明:随着超冷玻色气体逐渐从绝缘态向超流态过渡,其密度-密度关联图样中连续对角斜线也逐渐向分散的尖峰过渡,理论结果与目前实验观测到的结果符合.除此以外,上述密度-密度关联的结果中还包含了超冷原子系统量子耗散效应,相关结论与目前已有的理论和实验一致.     

氩原子共振增强多光子电离谱--奇对称性里德堡态

利用脉冲放电产生氩原子亚稳态4s2[3/2]°2和4s′2[1/2]°0,在610～670nm波长范围内,利用共振增强多光子电离和飞行时间质谱技术得到氩原子(2+1)REMPI谱.光谱分析表明所有谱线来源于氩原子4s2[3/2]2和4s′2[1/2]°0两个亚稳态向16个奇对称性里德堡态双光子跃迁,并标识所有谱线.同时首次在实验上观察到一个长序列的3p54s′2[1/2]°0→3p5nd2[1/2]°1(n=8～31)双光子跃迁.在实验技术上,提供了一种研究惰性气体原予以及其它原子高里德堡态和自电离态的新方法.     

光电子谱的峰开关效应

在文献[12]的基础上研究了强激光场作用下自电离原子的光电子谱,发现了与强场多光子电离中相类似的峰开关效应,从而进一步证实了强场下二阶离化过程和光电子谱中高阶峰的重要作用.本文结果对已有的强场自电离理论作了重要修正. 关键词：     

基于量子Fisher信息的量子计量进展

量子计量是超冷原子气体研究中的一个热点领域.超冷原子体系独特的量子性质(量子纠缠)和量子效应有助于大幅度提高待测物理量的测量精度,这已经成为量子精密测量中的共识.量子Fisher信息对该领域的发展起了非常重要的作用.本文首先介绍量子Fisher信息的基本概念和量子计量的主要内容;然后简要回顾这些理论在提高测量精度方面的应用,特别是多粒子量子纠缠态的产生及其判定;再介绍线性和非线性原子干涉仪的相关进展;最后论述量子测量过程中的统计方法的研究进展.     

Li原子基态能量的计算

理论上计算Li原子基态能量一向是验证所用各种近似方法适用性的一个重要内容。在文献[1]中,本文的前二作者曾选用清泉等所设计的用于计算Li原子基态能量并得到较好结果的一组较简单的变分波函数,在考虑到交换极化效应时,计算Li~7原子的超精细结构常数及基态能量也得到了较好的结果。但在文献[1]中,计算时只使用了单     

超高泵浦功率下的Xe(6p[1/2]0, 6p[3/2]2, 和6p[5/2]2)原子的能量转移过程

本文研究了Xe(6p[1/2]₀, 6p[3/2]₂, and 6p[5/2]₂)原子在聚焦条件下的动力学过程. 激发能级的原子密度在聚焦条件下会显著地增加,因此两个高激发态原子之间的energy-pooling碰撞的概率也会增加. 这种energy-pooling碰撞主要有三种类型. 第一种类型为energy-pooling碰撞导致的电离. 一旦将激发激光聚焦,就可以从侧面的窗口观察到非常明显的电离现象,不论激发能级是6p[1/2]₀、6p[3/2]₂或6p[5/2]₂能级. 这种电离的产生机理是energy-pooling电离或者一个Xe^*原子再吸收一个光子产生电离. 第二种类型为跨越较大能极差的energy-pooling碰撞. 当激发能级为6p[1/2]₀能级的情况下,两个6p[1/2]₀原子碰撞会产生一个5d[3/2]₁原子和一个6s''[1/2]₀原子. 第三种类型为跨越较小能级差的energy-pooling碰撞. 以5个二次产生的6p能级为上能级的荧光强度都变得更强,并且这些荧光的上升沿都变得更陡峭. 产生这些6p原子的主要机理是energy-pooling碰撞并非简单的碰撞弛豫. 基于理想气体原子之间的碰撞概率公式,推导出两个6p[1/2]₀原子的energy-pooling碰撞速率为6.39x10⁸s^-1. 此外,6s原子在聚焦条件下的密度也会增加. 因此所有的荧光曲线会因为辐射俘获效应而出现非常严重的拖尾.     

超冷原子实验验证量子相变的时空对称性

当一个物理系统在发生连续相变的时候,微观尺度的细节不再扮演重要角色,一个宏观尺度的普适理论原则上可以描述相变的物理现象,无论此相变发生在什么具体的物理体系中,例如液氦超流体,液晶,生物细胞膜,超冷原子,甚至于整个宇宙早期的宏观结构[6]。普适性理论对于描述平衡态物理已经取得相当大的成功。然而当系统快速通过相变过程的时候,其演化过程是否也能用一个普适性理论来描述呢？     

观察玻色-爱因斯坦凝聚体的晶化

对于一团密集的处于激发态的二能级原子气体,Robert Dicke在1954年预言了一个非凡的现象--超辐射[1]:当每个原子独立地自发辐射光子时,这团原子是一个非相干辐射源的聚集体;但在特定的条件下,原子可以通过它们所辐射的光子而相干地相互作用,从而自发地和集体地辐射出相干的并且高度偏振的光.     

ZnO/GaN核壳异质结电子结构和光学特性第一性原理研究

采用密度泛函理论框架下的第一性原理方法计算了ZnO/GaN核壳异质结的电子结构和光学特性.计算结果表明:[10 10]和[11 20]晶面的异质结在带隙边缘价带顶和导带底的电子态密度各自主要由氮原子和锌原子贡献.以[10 10]晶面为侧面的异质结结构的介电函数虚部(ε₂)的曲线具有相似的特征,都是价带的氮原子到导带锌原子的跃迁,但峰位依赖于核层数和壳层数的不同而有所偏移.相对地,以[11 20]晶面为侧面的结构,其ε₂的曲线与[10 10]晶面的情况有着很大的差别,其出现了一个由镓原子与氮原子之间的跃迁形成的峰.因此,可以通过控制异质结的晶面来实现对其光学特性的调控.这种新型异质结将在发光器件、光电太阳能电池、生物探测等方面具有一定的应用价值.     

70S超冷Cs Rydberg原子的动力学演化

利用双光子激发超冷原子获得70S超冷Cs Rydberg原子, 采用脉冲场电离法使Rydberg原子电离, 并用微通道板测量Rydberg原子的信号. 改变激发光和电离电场脉冲的延迟时间和激发光脉冲的宽度, 研究70S超冷Cs Rydberg原子之间的相互作用和动力学演化过程. 利用黑体辐射导致的态转移和相互作用碰撞电离解释了实验结果,实验结果和理论相一致.     

单个原子中的量子跳跃

量子力学试图描述一个激发态原子在退激发过程中发射光子的自发辐射的动态过程.通常,由于在测量发光时收集到的是许多原子的发光,这些引人注目的量子效应往往变得模糊了.但是,在测量单个原子的荧光时,可以观察到这种量子效应.在原子发生“量子跳跃”时,荧光的突然“开”和“关”就是最近观察到的这种效应的一个例子. 1985年,Cook和Kimble[1]发现.对于具有“V”型结构的三能级系统(即两个激发态可以退激发到同一个基态的情况),如果其中有一个激发态自发辐射寿命很短,而另一个激发态自发辐射寿命很长.则这样的系统非常适合用来研究原子的光…     

超高泵浦功率下的Xe(6p[1/2]_0,6p[3/2]_2和6p[5/2]_2)原子的能量转移过程（英文）

本文研究了Xe(6p[1/2]_0,6p[3/2]_2和6p[5/2]_2)原子在聚焦条件下的动力学过程.激发能级的原子密度在聚焦条件下会显著地增加,因此两个高激发态原子之间的energy-pooling碰撞的概率也会增加.这种energy-pooling碰撞主要有三种类型.第一种类型为energy-pooling碰撞导致的电离,一旦将激发激光聚焦,就可以从侧面的窗口观察到非常明显的电离现象,不论激发能级是6p[1/2]_0、6p[3/2]_2或6p[5/2]2能级.这种电离的产生机理是energy-pooling电离或者一个Xe*原子再吸收一个光子产生电离.第二种类型为跨越较大能极差的energy-pooling碰撞.当激发能级为6p[1/2]_0能级的情况下,两个6p[1/2]_0原子碰撞会产生一个5d[3/2]_1原子和一个6s'[1/2]_0原子.第三种类型为跨越较小能级差的energy-pooling碰撞.以5个二次产生的6p能级为上能级的荧光强度都变得更强,并且这些荧光的上升沿都变得更陡峭.产生这些6p原子的主要机理是energy-pooling碰撞并非简单的碰撞弛豫.基于理想气体原子之间的碰撞概率公式,推导出两个6p[1/2]。原子的energypooling碰撞速率为6.39×10~8 s~(-1).此外,6s原子在聚焦条件下的密度也会增加.因此所有的荧光曲线会因为辐射俘获效应而出现非常严重的拖尾.     

原子相干性的研究进展

原子相干效应是相干电磁场与原子相互作用的产物,在量子光学领域有重要的研究价值.许多重要的物理现象都是由原子相干效应引起的.文章介绍了基于原子相干效应的电磁感应光透明、相干烧孔、双暗态、真空感应相干、部分受激拉曼绝热过程的光存储、光信息在不同通道之间的转换与擦除等现象的理论和实验研究,并简单介绍了它们的应用价值.     

原子相干性的研究进展

原子相干效应是相干电磁场与原子相互作用的产物,在量子光学领域有重要的研究价值.许多重要的物理现象都是由原子相干效应引起的.文章介绍了基于原子相干效应的电磁感应光透明、相干烧孔、双暗态、真空感应相干、部分受激拉曼绝热过程的光存储、光信息在不同通道之间的转换与擦除等现象的理论和实验研究,并简单介绍了它们的应用价值.     

转动冷原子研究的前沿介绍

环流的宏观量子化是超流体最引人瞩目的性质之一.1995年玻色－爱因斯坦凝聚的实现为超流提供了一个新的研究对象,使得人们可以对转动的超流体进行深入的研究.实验上在BEC中产生了涡旋激发,并进一步观测到了涡旋晶格.理论研究表明当冷原子的转速进一步增大,涡旋晶格会融解成一种新的强关联系统——量子霍尔液体.文章主要介绍近年在转动冷原子方向上理论和实验的进展.     

光速在减慢吗?

量子电动力学是物理学理论中最精确的.这一理论,描述带电粒子的亚原子行为和它们与电磁辐射的相互作用.理论推导结果与实验数据吻合得非常好,相差不到千万分之一.但R.Tarrach[1]揩出,至今只验证了理论的零温度形式.因此,他考虑了光子(电磁能或光波的波包)在温度相对低的我们现在的宇宙中传播的效应.Tarrach指出,使光子速度减慢占主导地位的效应,是传播光子与热辐射背景的光子相互作用.遗憾的是,这一效应非常非常小,很难用实验检验.在室温下(～300K),该效应只改变光速的 2.5 ×10-34!光速在减慢吗?@许槑[1]R.Tarrach,Physics Letters,133…     

高激发态钠原子与分子碰撞能量转移及分子扩散带辐射的增强效应研究

在钠原子分子混合体系中 ,实验研究了加入缓冲气体对高位态原子分子碰撞能量转移和分子扩散带辐射的增强效应 ;运用瞬态碰撞模型作了理论计算 ,理论结果与实验结果相符合     

横向Zeeman He—Ne激光器中非线性混频效应的理论

本文在文献[1]的基础上,考虑了原子速度的Maxwell分布,利用矢量场模型和Lamb半经典理论,研究了横向Zeeman He-Ne激光器中近简并四波混频效应,给出了高阶非线性项的计算公式,从理论上解释了拍频曲线畸变的物理原因。并利用计算机进行了数值求解,结果表明本文的理论预言与实验结果相符。 关键词：     

碱土金属原子激光的共振辐射俘获效应

根据Holstein理论研究了碱土金属原子激光中的共振辐射俘获效应，分别计算了Ca，Sr和Ba蒸气激光在不同半径时产生共振辐射俘获效应的阈值温度、基态粒子数密度和共振能级的有效寿命.发现计算得到的阈值温度与实验报道的开始产生激光的工作温度一致，表明共振辐射俘获效应是这类激光形成粒子数反转的一个重要机制. 关键词： 共振辐射俘获 碱土金属原子激光 阈值温度     

基于里德伯原子电磁诱导透明效应的光脉冲减速

6S1/2→6P3/2→49D5/2基于铯里德伯原子的电磁诱导透明效应,当光与原子能级频率共振时,色散将剧烈变化,吸收减弱.此时光脉冲在原子介质中传播时,将会出现减速.在铯原子阶梯型三能级系统中,观察到由色散曲线陡峭变化导致的探测光脉冲减速现象,并系统研究了耦合光强度和原子气室温度对光脉冲减慢的影响.实验结果表明,耦合光越弱,延迟时间越长;原子气室温度越高,减速效应越明显,与理论计算相符.实验结果为之后进行的通过光脉冲减速效应测量微波电场提供了实验基础.