用短程飞行时间谱对铯MOT温度的测量以及铯MOT中冷原子吸收光谱研究

介绍采用短程飞行时间(Time-of-flight:TOF)吸收谱测量铯磁光阱(MOT)中冷原子云温度的实验方案和结果.MOT中冷原子的温度是一个非常重要的参数.与通常的飞行时间荧光谱方法不同,我们采用短程飞行时间吸收谱来测量MOT温度.在MOT区域下方h处打一束柱状探测光束(实验中我们对于h = 2 mm～8 mm的情况作了对比研究),释放冷原子云后在其膨胀和自由下落过程中穿过探测光束即可测得TOF吸收谱,由此可推知MOT温度.在直径约15 mm的六束冷却与俘获光每束8 mW功率、相对于铯D2线Fg=4 - Fe=5冷却循环跃迁红失谐约10 MHz、四极磁场轴向梯度约11 Gauss/cm的条件下,由h = 3 mm时典型的短程TOF吸收谱推得相应的冷原子温度约70 μK,低于铯原子多普勒冷却极限TD=125 μK.此外,在冷却光及repumping光均开启的情况下,我们还对于MOT中冷却与俘获的铯原子的吸收光谱进行了研究,并使用Dress原子模型作了相应的分析.