激光冷却与囚禁原子技术及应用

综述了激光冷却与囚禁中性原子应用研究方面的新进展，着重从物理图像上介绍了这些应用的机理。     

激光冷却原子

爱因斯坦认为,光是由光子组成的,光子是场的粒子,光子像实物粒子一样,也具有一定的动量p=E/c=hv/c=mc2/c=mc,因为光的速度很大c=3×108m/s,所以光子的运动质量就很小了.光子的动量如此之小,以致于我们在日常生活中几乎感觉不出它来.但是,对一个质量很小的原子来说,当它和光子相互作用时,光子动量就会引起原子的速度有可观的变化.     

激光冷却和捕陷中性原子

３．３低于多普勒极限的冷却机制低于多普勒极限温度的冷却，基本都是在形成“光学粘胶”中依靠其它机制实现的．在这些机制中，必须考虑到原子的多能级结构，不再能简单地看成二能级系统．最典型的一种机制是偏振梯度冷却（ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｇｒａｄｉｅｎｔｃ...     

激光冷却和捕陷中性原子

深入地论述了激光冷却和捕陷原子研究的意义,系统地介绍了激光冷却和捕陷中性原子的历史发展、物理机制及其实验实现方法,并重点介绍了激光冷却和中性原子捕陷的两个重要应用－－原子波激射和原子喷泉。     

Rb原子的激光囚禁

用饱和吸收光谱法对二极管激光器进行稳频,使激光器的有效线宽小于１ＭＨｚ,并利用声光调制器使激光的频移量得到控制,满足了激光冷却与因禁原子对激光频率生和频 量的 Ｒｂ原子的激光囚禁。     

激光捕获技术及其发展

激光捕获技术是利用光辐射力来捕捉、移动和操纵微粒的先进技术。光镊即单光束梯度力光阱是通过在高度会聚的激光束束腰附近所产生的极高的场强梯度来形成皮牛顿量级的力,可以三维地捕获和操纵微小粒子。阐述了激光捕获技术的模型和原理以及系统的基本结构;追踪了激光捕获技术的最新研究进展;介绍了非高斯型光阱、光纤光阱和全息光镊等几种特殊形式,并分析了每种形式的特点。展望了激光捕获技术的发展前景。     

光梯度力与激光捕获

从电偶极子在非均匀电磁场中所受梯度力出发,用光的电磁理论和电解质小球的电偶极子模型,论述了介质小球在光场中所受光梯度力与光强梯度成正比,并以此来定量说明激光对介质小球的捕获原理.     

原子的激光冷却与捕陷（Ⅱ）

三、原子束的激光准直 上述激光减速原子束方法并不能得到很窄的原子束.相反,在减速途径上原子束会不断扩束.其原因:一是从束源出发时原子束总有原始发散角,束截面随路程增大;二是减速过程存在着横向加热效应.我们说原子在减速过程中因吸收反向光子而损失动量,而在各向同性的自发辐射中动量变化为零,这是统计平均的结果.”实际上每次具体发射时原子还是有动量变化的.这种变化的轴向分量最终导致纵向速率涨落,而横向分量会无规则地不断积累,最后使原子获得一平均横向速度υ.这就是横向加热.设减速过程中发生了n次吸收和发射光子的元动作,则为…     

激光冷却与捕陷原子的方法

介绍了１９９７年诺贝尔物理奖的获奖工作－－激光冷却与捕陷原子的方法，其中主要有光学粘团、亚多普勒冷却、亚反冲冷却、激光原子阱等，叙述了它们的物理原理、重要意义及其应用。     

原子的激光冷却与捕陷(I)

本文综述了近年来原子的檄光冷却与捕陷领域实验工作的进展,首先介绍了辐射场对原子机械力作用的物理原理。然后分别叙述原子束的激光减速、原子束的激光准直、光学粘团（ｏｐｔｉｃａｌｍｏｌａｓｓｅｓ）和激光原子阱研究的成就．     

原子激光的途径

1 玻色-爱因斯坦凝聚物 你如果用标准的激光冷却法去冷却原子气团到尽可能达到的低温度，就进人物理现象全新的世界．如果能够使低温气体的原子密集程度足够紧密，那么粒子之间的距离将和粒子的物质波的波长有相同的数量级．这就好像这些粒子随着宏观特征（彼此之间的距离）的变化而有一个经典的密度相变一样．     

采用原子汽室磁光阱技术实现铯原子的激光冷却与俘获

近１０年来，中性原子的激光冷却与俘获方面的研究极为活跃，取得了许多重要的进展。其中，１９９０年Ｗｉｅｍａｎ等人提出的直接工作在原子汽室中的磁光阱［１］，相对简化了原子冷却与俘获的装置和技术，使这方面的研究得以进一步推广和促进。由于冷原子在玻色－爱因斯...     

激光冷却与囚禁的原子喷泉

本文介绍了激光冷却与囚禁的原子喷泉的主要环节,首先介绍了与原子喷泉有密切关系的光学粘团和原子阱的原理和结构,然后介绍了原子喷泉的实验装置、实验步骤和实验结果。     

激光冷却和捕陷中性原子①

深入地论述了激光冷却和捕陷原子研究的意义,系统地介绍了激光冷却和捕陷中性原子研究的历史发展、物理机制及其实验实现方法,并重点介绍了激光冷却和中性原子捕陷的两个重要应用--原子波激射和原子喷泉.     

利用激光冷却原子束测量氦原子精密光谱

⁴He原子2³S₁→2³P_0,1,2跃迁的精细结构分裂,目前在理论和实验上都能够达到10^-8水平的精度,并可被应用于测定精细结构常数α, 和对量子电动力学进行检验.该方面实验研究的关键, 是需要提高测量信噪比,并消除各种可能的系统偏差, 将这一精细结构分裂测量到亚kHz水平.在设计的这套实验方案中, 首次结合激光冷却原子技术,通过激光横向冷却来提高亚稳态氦原子束的束流强度,并对三态亚稳态氦原子进行偏折, 将其从原子束中分离,从而大幅降低测量背景,并利用频率锁定激光器的边带扫描的方式来进行光谱测量,以使得扫描测量中保持足够的频率精度. 在目前基本搭建成的实验装置上,实验方法的可行性已经获得验证,分析表明有望实现亚千赫兹水平的测量准确度.     

冷原子的三维图像模拟

提出了一种用于精确模拟冷原子云的三维图像方案,这个方案比先前通过探测激光的方法所获得的二维图像更加直观和立体。该研究实现了冷原子云的模拟,捕获原子的数量约为108。原子云是几何三维形状,R_x=1.06 mm, Ry＝1.06 mm, R_z＝0.57 mm, 具有不同半轴长度的三轴椭圆体。     

朱棣文：利用激光冷却捕捉原子的科学大师

本文通过对华裔物理学家朱棣文的成长、成功和成名的人生足迹的简要论述,较为系统地挖掘了他的教育与科研思想以及其充满爱心、情系中华的崇高品格等,从而将一个平凡而伟大的摘取诺贝尔奖桂冠的人,呈献给广大读者.     

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     

磁光阱中冷原子的实验特性

冷原子的获得对于原子物理的研究具有重要的意义,文章综述了激光冷却与囚禁原子技术发展以来对磁光阱中中性冷原子特性的研究进展,包括冷原子对光子的吸收与散射,冷原子之间的吸引与排斥导致的超冷碰撞与长程分子状态,冷原子的非线性特性等．