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     

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     

大失谐连续输运激光情形下双磁光阱中冷原子的输运

在我们建立的铯原子双磁光阱实验装置上,采用连续激光将气室磁光阱中冷却并俘获的冷原子输运到超高真空磁光阱.在前期利用近共振弱光研究原子输运的工作基础上,我们将输运激光的负失谐量扩展到约2.0 GHz,并增大了输运光功率,对冷原子的输运作了实验研究.结果表明:在大负失谐情形下,较强的输运光使冷原子输运更为有效,归因于输运光束对原子的偶极力造成对冷原子的导引作用.     

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（ｏｐｔｉｃａｌ ｍｏｌａｓｓｅｓ）和激光原子阱研究的成就．     

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。     

中性汞原子磁光阱装载率的优化

量子投影噪声是影响光晶格钟的一个重要参数,提高磁光阱中装载率有利于降低量子投影噪声,可提升光晶格钟的性能.针对实验所用的汞原子单腔磁光阱,本文分析并计算了磁光阱中汞原子受力情况和一维运动规律,在此基础上用随机数方法对磁光阱中汞原子三维装载进行了数值计算,获得了磁光阱中的稳态原子数,研究了磁光阱的冷却激光的光强、失谐量以及磁场梯度等参数对稳态原子数的影响,得出了获得最优装载率的实验参数.涉及的计算方法和结论对汞原子光晶格钟的实验设计具有参考价值.     

激光冷却获得高亮度的亚稳态惰性气体原子束和原子阱

高强度的亚稳态惰性原子束流在原子分子物理实验研究中具有广泛的应用.使用射频电离方法和激光横向冷却技术制备了高强度的亚稳态氪原子束流,并使用数值模拟方法对横向冷却激光场中的原子径迹进行了分析.通过激光诱导荧光光谱方法测量原子束的束流特性,结果显示,横向冷却后在束流源下游230 cm处的原子束流强度达1.6atoms/(s*sr),束流强度提高了两个量级.利用这种高强度原子束流,我们成功囚禁了1.3×10¹⁰个亚稳态⁸⁴Kr原子,同时冷原子装载速率达到了3.0×10¹¹atoms/s;并利用该装置成功地实现了高亮度的亚稳态氩原子束和原子阱. 关键词： 横向冷却 原子束 原子阱 惰性气体     

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     

激光冷却气体原子

激光冷却气体原子是近十年来量子光学研究领域中最前沿的研究课题。最新的研究成果表明，激光冷却气体原子可广泛地应用于物理学研究，并对其发展将起促进作用。本文介绍了激光冷却气体原子研究的发展和现状，重点介绍了利用自发辐射力冷却气体原子的“光学粘胶”（ｏｐｔｉｃａｌ　ｍｏｌａｓｓｅｓ）和利用迟后偶极力的“受激光学粘胶”（ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｍｏｌａｓｓｅｓ）的工作原理。文中还讨论了激光冷却气体原子应用于物理学研究的可能性。     

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．     

用于原子干涉仪实验的锂原子的塞曼减速与磁光囚禁

为了制备适于原子干涉仪实验的低温锂原子样品,开展了锂原子的塞曼减速及与磁光阱囚禁相关的实验研究.设计并实现了一种结构紧凑的腔体内冷式多级线圈叠加的塞曼减速器,将速度小于600 m/s的7Li原子减速到60 m/s,磁光阱装载速率为5×108/s,囚禁原子数目1×109个,原子团的最低温度约为220±30μK.研究了光学黏胶中7Li原子的寿命与囚禁光频率失谐量的关系.这些结果为进一步开展7Li原子亚多普勒冷却、光势阱蒸发冷却以及原子干涉仪实验奠定了基础.     

Light-induced evaporative cooling in a magneto-optical trap

This paper presents an experimental demonstration of light-induced evaporative cooling in a magneto-optical trap. An additional laser is used to interact with atoms at the edge of the atomic cloud in the trap. These atoms get an additional force and evaporated away from the trap by both the magnetic field and laser fields. The remaining atoms have lower kinetic energy and thus are cooled. It reports the measurements on the temperature and atomic number after the evaporative cooling with different parameters including the distance between the laser and the centre of the atomic cloud, the detuning, the intensity. The results show that the light-induced evaporative cooling is a way to generate an ultra-cold atom source.     

Raman sideband cooling of rubidium atoms in optical lattice

We develop a simple and practical scheme to apply sideband cooling to a cloud of rubidium atoms. A sample containing 4 × 10~(70) ~(87)Rb is trapped in a far red detuned optical lattice. Through optimizing the relevant parameters, i.e., laser detuning, magnetic field, polarization, and duration time, a temperature around 1.5 μK and phase space density close to 1/500 are achieved. Compared with polarization gradient cooling, the temperature decreases by around one order of magnitude. This technique could be used in high precision measurement such as atomic clocks and atom interferometer. It could also serve as a precooling means before evaporation cooling in a dipole trap, and may be a promising method of achieving quantum degeneracy with purely optical means.     

Generations of dark hollow beams and their applications in laser cooling of atoms and all optical-type Bose－Einstein condensation

We report on a new experimental result to generate dark hollow beams by using a geometric optical method. We propose two new methods to produce focused and localized hollow laser beams by using π-phase plates. Using Monte-Carlo simulations, we have studied the Sisyphus cooling of alkali atoms in pyramidal hollow beam gravito-optical traps. We discuss some potential applications of the dark hollow beams in atom optics and the preparation of an all optically-cooled and optically-trapped atomic Bose－Einstein condensation (BEC). Our research shows that an ultracold atomic sample with a temperature of ～ 2μK can be obtained in the pyramidal hollow beam dipole trap and an all optical-type BEC may be realized in a far blue-detuned, hollow beam trap.     

基于磁悬浮大体积交叉光学偶极阱的Dimple光阱装载研究

三维拉曼边带冷却后的铯原子样品装载于一个磁悬浮的大体积交叉光学偶极阱中, 继续加载一个小体积的光学偶极阱后, 实现了Dimple光学偶极阱对铯原子的高效装载. 对不同磁场下磁悬浮大体积光阱的有效装载势能进行理论分析与实验测量, 得出最优化的梯度磁场和均匀偏置磁场, 获得了基于磁悬浮大体积光阱的Dimple光学偶极阱的装载势能曲线, 实现了Dimple光学偶极阱对经拉曼边带冷却后俘获在磁悬浮的大体积光阱中的铯原子样品的有效装载. 比较了Dimple光学偶极阱分别从拉曼边带冷却、大体积的交叉光阱和消除反俘获势后的磁悬浮大体积光阱装载的结果, 将俘获在磁悬浮大体积光阱中的铯原子样品装载到Dimple光学偶极阱, 铯原子样品的密度提高了约15倍.     

Surface-induced evaporative cooling

The effects of surface-induced evaporative cooling on an atom chip are investigated. The evolutions of temperature, number and phase-space density of the atom cloud are measured when the atom cloud is brought close to the surface. Rapid decrease of the temperature and number of the atoms is found when the atom-surface distance is < 100~μm. A gain of about a factor of five on the phase-space density is obtained. It is found that the efficiency of the surface-induced evaporative cooling depends on the atom-surface distance and the shape of the evaporative trap. When the atoms are moved very close to the surface, severe heating is observed, which dominates when the holding time is >8~ms. It is important that the surface-induced evaporative cooling offers novel possibilities for the realization of a continuous condensation, where a spatially varying evaporative cooling is required.     

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.     

Extending a release-and-recapture scheme to single atom optical tweezer for effective temperature evaluation

By recording the fluorescence fraction of the cold atoms remaining in the magneto-optical trap (MOT) as a function of the release time,the release-and-recapture (R&R) method is utilized to evaluate the effective temperature of the cold atomic ensemble.We prepare a single atom in a large-magnetic-gradient MOT and then transfer the trapped single atom into a 1064-nm microscopic optical tweezer.The energy of the single atom trapped in the tweezer is further reduced by polarization gradient cooling (PGC) and the effective temperature is evaluated by extending the R&R technique to a single atom tweezer.The typical effective temperature of a single atom in the tweezer is improved from about 105 μK to about 17 μK by applying the optimum PGC phase.