大倾斜角度下基于冷原子重力仪的绝对重力测量

冷原子重力仪的倾斜角会对绝对重力测量产生显著的影响.高精度的绝对重力测量需要对重力仪的倾斜角进行精确的测量、控制及校正.本文从理论上分析了四种不同情况下倾斜对绝对重力测量的影响规律,并在实验上对得到的理论进行了实验验证.基于此,设计了一种基于双倾斜计的绝对重力测量方案,主要是为了解决恶劣测量环境下的冷原子重力仪倾斜漂移问题.此方案利用高精度倾斜计记录放置在被动隔振平台上的拉曼反射镜的倾斜角度,并使用另外一个倾斜计监控真空系统的倾斜,以实现振动噪声的抑制和倾斜的高精度测量.基于自研的小型化冷原子重力仪,对该方案进行了实验验证,并最终实现了车间复杂环境下的高精度绝对重力测量.由于倾斜得到精确测量和补偿,冷原子重力仪的测量精度达到了12.3μGal.本文为复杂环境下的高精度绝对重力测量提供了一种可行的方案,为冷原子重力仪的实用化提供了参考数据.     

光脉冲序列对三能级原子重力仪测量精度的影响

提出了一种通过改变激光脉冲序列来提高三能级原子重力仪测量精度的方法.利用提出的描 写原子运动的3×3阶矩阵方法，分析了三能级原子与双色光场的正交相互作用，计算了 原子干涉仪中的相位差，得到了原子重力仪的相位差与重力加速度的关系.发现通过选择合 适的光脉冲序列，可以提高三能级原子重力仪的精度. 关键词： 原子光学 原子重力仪 矩阵方法     

冷原子穿越激光束的量子隧穿时间

原子通过激光冷却技术能够被制备在低温状态，这时冷原子云会展现出量子力学的波动性.研究了一束冷原子入射到一个蓝失谐的激光束上所表现出的量子力学隧穿效应.蓝失谐的激光束相对于冷原子而言等效于一个量子力学势垒.根据二能级模型，在理论上分析了具有内部结构的原子矢量物质波穿过激光束的量子力学反射与透射，特别是对原子穿越激光束所需的时间——量子隧穿时间进行了详细的研究.量子力学波动性使得冷原子穿越一个激光束时明显地展现出与经典粒子(热原子)不同的结果. 关键词： 冷原子 原子光学 量子隧穿     

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．     

碱性原子的玻色-爱因斯坦冷凝态与“原子激光”——2001年诺贝尔物理学奖介绍

介绍了2001年诺贝尔物理学奖“碱性原子的玻色－爱因斯坦冷凝态”的研究成果情况，论述了该领域内的物理理论和实验技术，并对其今后的发展及应用进行了简单的介绍。     

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。     

原子干涉陀螺仪关键技术与研究进展

从使用需求出发,简单介绍了不同种类陀螺在惯性导航领域可能的发展趋势。从原理上比较原子干涉与光学干涉的异同,阐明了原子干涉高精度测量的优势,并预测原子干涉陀螺仪是下一代超高精度陀螺仪的发展方向。最后对原子陀螺的组成进行了描述,介绍了国际上原子陀螺工程化样机研制的最新进展。     

椭圆型激光驻波场作用下Cr原子的汇聚特性研究

利用近共振激光驻波场操纵中性原子实现纳米级条纹沉积技术是一种新型的研制纳米结构长度标准传递的方法.分析了Cr原子在椭圆型激光驻波场作用下的沉积特性,分别对不同椭圆激光驻波场功率下Cr原子的沉积条纹及不同y平面上沉积条纹特性进行了模拟和分析.同时针对椭圆激光驻波场作用下Cr原子发散角对沉积条纹特性的影响进行了模拟计算,比较了不同发散角条件下沉积条纹的对比度和半高宽. 关键词： 原子光刻 椭圆激光驻波场 Cr原子     

Production and guidance of pulsed atomic beams on chip

We demonstrated two experimental methods of producing and guiding pulsed atomic beams on chip. One is to trap atoms first in a U-type magneto-optical trap on the chip, then transfer them to the magnetic guide field and push them simultaneously by a continuous force from the power imbalance of the magneto-optical trap laser beams hence the pulsed cold atom beams are produced and move along the magnetic guide to the destination. The other is to trap atoms directly by a H-type magneto-optical trap, then push them to make them move along the magnetic guide field, thus high rate cold atom beams can be produced and guided on the chip.     

Investigation of the thermal adaptability for a mobile cold atom gravimeter

The cold atom gravimeter offers the prospect of a new generation of inertial sensors for field applications. We accomplish a mobile atom gravimeter. With the compact and stable system, a sensitivity of 1.4×10~(-7)g·Hz~(-1/2)is achieved.Moreover, a continuous gravity monitoring of 80 h is carried out. However, the harsh outdoor environment is a big challenge for the atom gravimeter when it is for field applications. In this paper, we present the preliminary investigation of the thermal adaptability for our mobile cold atom gravimeter. Here, we focus on the influence of the air temperature on the performance of the atom gravimeter. The responses to different factors(such as laser power, fiber coupling efficiency,etc.) are evaluated when there is a great temperature shift of 10℃. The result is that the performances of all the factors deteriorate to different extent, nevertheless, they can easily recover as the temperature comes back. Finally, we conclude that the variation of air temperature induces the increase of noise and the system error of the atom gravimeter as well, while the process is reversible with the recovery of the temperature.     

原子激射器：相干原子束发生器

扼要介绍了原子激射器的原理、理论模型和首次实验报道，比较了原子激射器和光激射器的相似与不同，并评述了有关研究的前景和可能应用     

超冷V型三能级原子注入的微脉塞的光谱性质

建立了超冷V型三能级原子注入的微脉塞的量子理论。首先推导出腔场约化密度算符随时间演化的主方程，并由此出发着重研究了微脉塞腔场的光谱性质。结果表明，与用超冷二能级原子或用热的二能级和三能级原子注入的微脉塞的光谱相比，用超冷V型三能级原子注入的微脉塞具有新的光谱性质，对某些腔长，线宽可被突然加宽，腔场也发生大的频移，不同的原子相干性甚至可以使腔场频率发生方向相反的频移。另一方面，原子质心动量对光谱也有影响，表现在线宽和频移随质心动量减小而减小。     

Modifications in high energy higher order Born approximation

A systematic study is made to find out the differential scattering cross-section in the case of electron-atom collisions. The first and the second Born terms ofO(1/k _i ) are calculated in the framework of Yates high energy higher order Born approximation. The second Born term ofO(1/k _i ² ) is calculated using the second order Wallace term, the third term is calculated using the Glauber-eikonal series of Yates. The method is applied to the elastic scattering of electrons by atomic hydrogen in the energy range 100–400 eV and by helium for energies 200 eV and 400 eV. Comparison is made with other theoretical results and the experimental data.     

对被囚禁原子质心运动基态波包的有效分束

文章简要地介绍了原子干涉现象及原子光学的发展历史和现状．在对各种不同的原子干涉仪工作原理进行简单总结之后，文章描述了包括文章作者在内的研究小组一项最新的理论工作．这个工作提出了一个对被囚禁原子质心运动基态波包进行有效分束的物理方案．     

碱土金属原子与Ne原子间相互作用势的理论计算

本文基于无任何可调参数的势模型计算了碱土金属原子(Be、Mg、Ca、Sr、Ba)与Ne原子间相互作用势,得到的势能曲线及势阱位置和深度与现有的从头计算结果符合较好.本文的计算结果进一步验证了碱土金属原子与稀有气体原子间交换能主要来自碱土金属原子最外层s电子与稀有气体原子最外层p电子之间的交换作用.     

物质波在原子波导中传输时的波导衔接激发

物质波在原子波导中的传播特性是原子光学的重要研究课题之一.在原子光学集成化的设计中，将会遇到物质波从一段波导向另一段不同波导内的传输问题.由于不同波导的物理参数在衔接处的跳变，原子波的传输特性将在波导衔接处产生改变.研究了原子波在两段波导管衔接处的模式激发以及与此相关的物理现象.根据薛定谔方程，利用波导本征模式展开理论，分析了物质波的反射和激发与波导管特征参数以及物质波入射动量之间的关系，并给出了抑制处于基态模的物质波向高阶模式激发的条件. 关键词： 原子光学 原子波导 激发 模式截止     

类碳体系基态能量的相对论修正(英文)

以Breit-Pauli哈密顿的球张量形式为基础,借助不可约张量理论,将多电子原子能量的相对论修正理论拓展到了原子的拉卡波函数为多个Slater基函数的线性组合的情形,导出了此情形下多电子原子能量相对论修正(包括相对论质量修正项、单体和双体迭尔文修正项、自旋-自旋接触相互作用项)的解析表达式,完成了所有角向积分和自旋求和计算.利用所建立的理论,对类碳体系基态能量的相对论修正进行了具体计算.     

Increasing the cold atom density in an integrating spherical cavity

A novel method of angled incidence for diffuse laser cooling of ⁸⁷Rb is presented to improve the distribution of cold atom density in an integrating sphere. The angled injection scheme could cool more atoms in the middle of the sphere compared to the previous normal injection scheme. The loading time of the cold atoms for the angled injection scheme is twice as that of the normal injection scheme. The SNR and the contrast of the detected signal would be improved in the angled injection scheme.     

钇原子亚稳态寿命的测量

利用基态原子无穷长的寿命以及亚稳态原子在飞行过程中的衰减,比较由激光感应荧光法测量到的钇原子束基态和亚稳态的速度分布曲线,经过拟合处理计算,得到钇原子亚稳态a~2D_(5/2)的寿命为(0.8±0.2)ms.