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Rb原子的激光冷却与囚禁

作　者: 王谨
导　师: 詹明生
学　校: 中国科学院研究生院（安徽光学精密机械研究所）
专　业: 光学
关键词: 激光冷却与囚禁中性原子实验装置激光器应用前景稳频介绍物理学家磁场线圈物理意义
分类号: O562
类　型: 博士论文
年　份: 1999年
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内容摘要

中性原子的激光冷却与囚禁是原子物理学中一个崭新的研究领域,因其具有深远的物理意义和广阔的应用前景而引起了物理学家的普遍关注。本学位论文围绕Rb原子的激光冷却与囚禁,报道了以下几个方面的工作: 综述了激光冷却与囚禁原子、分子的研究历史及发展过程,介绍了国内外的研究现状和最新成果,展望了原子的激光冷却与囚禁技术的应用前景。叙述了激光冷却与囚禁中性原子的相关原理,介绍了一些激光冷却与囚禁中性原子的常用实验方法,重点介绍了磁光阱的工作原理和实验方案。建立了一套激光囚禁Rb原子的实验装置,描述了Rb气室、Rb样品源、磁场线圈的制作和高真空条件下样品的装载方法。叙述了实验中光学系统、激光器系统的组成和信号监视的手段。在熟悉光栅外腔稳频二极管激光器的性能的基础上,制作了温度控制和稳频反馈电路,用无多谱勒饱和吸收光谱的方法实现了二极管激光器的稳频,使激光器的有效线宽小于1MHz,同时用声光调制的办法实现了激光的频率红移,解决了激光冷却与囚禁原子中的一个关键问题。详细介绍了Rb原子饱和吸收光谱的获得和激光器的稳频、移频的步骤。实现了Rb原子的激光冷却与囚禁。用CCD观察到了Rb原子激光囚禁的稳定信号,获得了几种不同条件下Rb原子激光囚禁的照片,初步研究了囚禁信号对激光频率、磁场梯度和真空度等实验条件的依赖关系。已基本完成实验装置的改进,提出了后续工作设想,计划在改进后的实验装置上开展激光囚禁原子的高分辨率光谱的研究。

全文目录

内容提要  2-3
Abstract  3-6
第一章原子分子的激光冷却与囚禁  6-31
  第一节引言  6-7
  第二节中性原子的激光冷却  7-11
  第三节中性原子的激光囚禁  11-13
  第四节离子的囚禁与激光冷却  13-14
  第五节分子的激光冷却与囚禁  14-16
  第六节玻色–爱因斯坦凝聚  16-21
  第七节原子光学与原子激光  21-25
  第八节超冷离子与量子逻辑门  25-28
  第九节冷原子高分辨光谱与量子混沌观察  28
  第十节展望  28-31
第二章中性原子激光冷却与囚禁的原理及实验方法  31-45
  第一节激光冷却原子的物理图象  31-33
  第二节光辐射对原子的作用力  33-36
  第三节光学粘胶  36
  第四节受激光学粘胶  36-38
  第五节多普勒冷却极限  38
  第六节亚多普勒冷却  38-39
  第七节亚反冲冷却  39-41
  第八节偶极力阱  41
  第九节磁光阱(MOT)  41-42
  第十节偶极-散射力阱  42-45
第三章 Rb原子激光冷却与囚禁的原理及相关实验技术  45-54
  第一节磁光阱原理  45-46
  第二节 R b 原子的激光冷却与囚禁  46-48
  第三节饱和吸收光谱与激光的稳频  48-51
  第四节声光调制与激光的移频  51-54
第四章实验装置  54-65
  第一节真空系统  54-57
  第二节激光器系统  57-59
  第三节激光器的稳频移频系统  59-62
  第四节光学器件  62
  第五节磁场线圈  62-63
  第六节信号监视装置  63-64
  第七节实验装置总布局  64-65
第五章 Rb原子激光冷却与囚禁的实现  65-78
  第一节二极管激光器的调试  65-67
  第二节光路的调节  67-69
  第三节激光的稳频移频  69-72
  第四节 Rb原子激光囚禁信号的观察  72-78
第六章激光囚禁原子的后续工作及设想  78-83
  第一节激光囚禁Rb原子参数的测量  78-79
  第二节实验装置的改进  79
  第三节激光囚禁原子的高分辨率光谱  79-81
  第四节激光囚禁原子的外场效应  81-83
小结  83-84
参考文献  84-90
附录  90-92
完成论文情况  92-93
致谢  93

Rb原子的激光冷却与囚禁

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