一种检测原子束激光准直效果的多狭缝技术

针对激光汇聚铬原子束沉积,提出了一种定性评价原子束横向准直度的多狭缝技术。与其他检测技术相比,它设计简单,使用方便,能够非常直观快捷地定量评价原子束横向准直度。理论模拟的结果显示,在我们实验条件下这种技术给出的铬原子束准直前横向宽度为13.8mm,半高宽为12mm,发散角为4.1mrad,准直后横向宽度为12.2mm,半高宽为4.8mm,发散角为1.6mrad。     

激光准直Cr原子束的实验研究

利用多普勒原理对Cr原子束进行横向准直.应用激光感生荧光技术稳定激光器的频率，把激光器的中心频率稳定在偏离Cr原子共振中心频率-5±0.26MHz的位置.根据理论计算出准直激光束的最小尺寸为13.7mm.根据实验数据选择合适的参数，实现利用多普勒原理横向准直Cr原子束，使原子束的横向分布缩小到原来的1/3. 关键词： 激光准直 激光感生荧光稳频 多普勒冷却     

中性原子束的激光调控光学

在通常光学中,人们利用辐射与物质的相互作用来控制光束.反过来也能够通过粒子与光的相互作用来控制带电或中性的粒子束.虽然这两种光学分别涉及的是辐射与物质间不同的相互作用,但它们之间也有着深刻的相似之处.本文将介绍原子束的激光调控光学(即怎样利用激光的辐射压控制中性原子束)所取得的进展. 麦克斯韦早就指出,电磁波在介质中传播时,将有一压强作用于介质,压强方向沿电磁波传播方向而其值等于电磁波的能密度.尽管通常光源的光产生的光压很低,但上世纪末就从实验上证实了光压的存在.Lebedev还证实了光压在气体上所产生的效应,他还预…     

激光功率对铬原子束一维沉积的影响

以粒子光学方法为基础,利用适当步长的四阶Runge-Kutta算法模拟研究了准直铬原子束经过波长为425.55 nm,功率分别为3.93mW和40 mW的一维高斯激光驻波场汇聚作用后所沉积的一维条纹情况.在以上两种激光功率下,沉积条纹沿ox方向的结构质量的周期性相同,而沿着oy方向的结构质量却存在很大的差异:在3.93 mW时,每一根沉积条纹在oy方向上都非常清晰,并且半高宽在[-0.5,0.5](以激光束腰半径为单位)的区域内具有较好的一致性,对比度在[-0.2,0.2]区域内有较好一致性;在40mW时,每一根沉积条纹呈现出较为复杂的结构,在激光束的中轴区域附近[-1.08, 1.08]内,原本在3.93 mW时的一根条纹分裂成三根.另外,3.93 mW时y=0的平面内条纹情况和40 mW时y=±1.08平面内情况对应性很好,即平均间距为212.78nm,半高宽为21.65 nm,对比度为24.78.分析结果表明,较好地沉积条纹与适当激光功率有关.     

铬原子束横向一维激光冷却的蒙特卡罗方法仿真

激光汇聚铬原子沉积实验中,铬原子束准直度的好坏非常重要.利用蒙特卡罗随机思想选取原子轨迹初始条件,将⁵²Cr原子以外的其他同位素、纵向速度分布和横向发散角等因素综合考虑,对铬原子束横向一维激光冷却进行了优化分析.经过与均匀取值法比较,这种方法能够更好地体现原子运动的不确定性,挑选出不参与冷却过程的同位素,使考察界面内原子束的横向位置分布更好的符合实验结果.结果显示,冷却过程中其他同位素的存在使原子束横向位置分布的中心最大值减小9.3%,半高宽增加11%,并且增加轮廓曲线的基底. 关键词： 激光冷却 蒙特卡罗方法 铬原子束     

激光准直铬原子束研究

利用多普勒原理对Cr原子束进行横向准直.为了得到好的激光准直效果必须首先把激光的中心频率稳定在偏离Cr原子共振中心频率－5±0.26 MHz的位置上.经过多次的理论与实验得出了优化的实验参量,并且得出如果探测光束与准直光束不平行会造成横向线宽的展宽.根据实验数据选择合适的实验参量,实现利用多普勒原理横向准直Cr原子束,得到准直后Cr原子束的横向发散角为0.48 mrad, 横向温度为265 μK.     

原子束的速度选择激光偏转

在激光偏转原子束实验中若使激光频率适当失谐，并令光束稍许偏离正交方向，则可偏转热原子束中具有特写速度的原子群。本文给出了这一简单选择方法的理论和初步实验结果。     

激光减速原子束频标的建议

本文提出一个激光减速的碱金属原子束频标的方案。用共振激光束对原子束同时进行减速和选态,使原子速率降到10m/s以下,而光抽运作用使原子自动集中到基态超精细结构中具有最大磁量子数的塞曼子能级上。为避免重力场中束轨迹下垂,用偏转磁铁或多束激光使束由水平转成垂直向上,然后用级联磁共振使原子过渡到频标所需的m_F=0能级。利用原子上升和重力场中自由下落两次通过单个微波谐振腔而取得Ramsey共振信号,线宽约为¹Hz。信号用另一束激光检测。予期这种频标的稳定度和准确度可比现有束型频标提高一个数量级以上。文中详细讨论了激光减速和选态的方法,克服横向加热效应的措施,实现级联磁共振的办法,以及获得垂直束装置的设计等。     

原子束在慢波场中的多普勒频移的观察

报道了在慢波场中原子波谱多普勒频移随微波慢波系数的变化，并讨论产生这种现象的原因，实验中观察到慢波场中的原子多普勒频移现象，给出了钠原子在慢小系数分别为５．２０和１０．６７情况下的微波波谱，证实了原子微波慢波波谱中多普勒频移正比于慢波系数。     

双LD调制宽光束准直法

在激光准直技术中,减少光束漂移、降低大气扰动对光束的影响尤为重要。本文介绍一种双半导体激光器（ＬＤ）交替调制宽光束准直方法。它用棱镜的两反射面将光束分成对称的两部分,对棱镜的棱线形成的光束分界线作为准直基准。与传统的Ｈｅ－Ｎｅ激光细光束准直法相比,这种方法受大气扰动的影响小,光束漂移小,准直基线的稳定性好。     

一种新颖的激光准直系统的研究

本文用等效望远镜系统的方法研究了锥形梯度折射率纤维透镜用作激光准直系统的原理和特性,指出这种新颖的激光准直元件可望在微型光学和波导光学中获得新应用。     

柱面透镜准直LD光场的计算建模方法研究

为了简化LD光场准直柱面透镜繁琐的理论设计过程,便于进行实际操作,利用Matlab计算建模的方法,计算理想准直柱面透镜上的各个离散点的坐标值,通过拟合或二次曲面方程逼近的方法来获得准直柱面透镜的面型参数。分析表明,二次曲面柱面透镜非常适合做半导体激光器的准直透镜,可以根据具体需要来选择相应的面型。相比于其他方法,该方法简单直观,易于设计和加工,参数的优化调整迅速,可以根据加工工艺的难易程度来选择合理的透镜参数。     

高能光纤激光经准直系统后的光束质量研究

应用光线光学的理论,对透镜的几何像差、热非线性等因素对光纤激光光束质量的影响进行了分析和计算,给出了激光通过多透镜光学系统后,光束质量参数M²与系统参数的一般关系. 研究了高能光纤激光通过准直系统后的光束质量. 研究结果表明,随着激光功率的增大,经准直系统后光束的光束质量存在最佳值,其对应的激光功率与准直系统参数有关,为高能光纤激光准直系统的设计提供了参考. 关键词： 高能光纤激光 光束质量 准直系统 光线光学     

锥形梯度折射率激光准直系统的矩阵光学研究

把梯度折射率激光准直系统视为一个整体,采用矩阵光学的方法,研究了高斯光束经锥形梯度折射率激光准直系统的传输特性.讨论了多级密接锥形梯度折射率激光准直系统的设计原理.     

激光引信中半导体激光器的准直及其测试

在理论上分析了单级单透镜光学系统对激光高斯光束发散角的影响。用单个平凸透镜对激光引信中的半导体激光器进行了准直，达到了激光引信光束准直的要求。通过CCD成像方法对准直后的光束发散角进行了测量，利用二阶矩算法计算出光束发散角。实验测得2个方向的发散角分别为θx=7.03°和θy=0.69°，验证了准直系统达到激光引信要求的θx＜10°和θy＜1°技术指标。     

Influence of laser power on deposition of the chromium atomic beam in laser standing wave

One-dimensional deposition of collimated Cr atomic beam focused by a near-resonant Gaussian standing-laser field with wavelength of 425.55 nm is examined from particle-optics approach by using an adaptive step size, fourth-order Runge-Kutta type algorithm. The influence of laser power on deposition of atoms in laser standing wave is discussed and the simulative result shows that the FWHM of nanometer stripe is 102 nm and contrast is 2:1 with laser power equal to 3 mW, the FWHM is 1.2 nm and contrast is 32:1 with laser power equal to 16 mW, but with laser power increase, equal to 50 mW, the nonmeter structure forms the multi-crests and exacerbates. Supported by the Science Foundation of Guangxi Education Department (Grant No. 200807MS006)