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用于超冷原子囚禁的一体式结构三维光晶格系统

田晓 张俊 黄宝玉 杨航 现嘉裕

田晓, 张俊, 黄宝玉, 杨航, 现嘉裕. 用于超冷原子囚禁的一体式结构三维光晶格系统[J]. 中国光学(中英文), 2019, 12(6): 1295-1302. doi: 10.3788/CO.20191206.1295
引用本文: 田晓, 张俊, 黄宝玉, 杨航, 现嘉裕. 用于超冷原子囚禁的一体式结构三维光晶格系统[J]. 中国光学(中英文), 2019, 12(6): 1295-1302. doi: 10.3788/CO.20191206.1295
TIAN Xiao, ZHANG Jun, HUANG Bao-yu, YANG Hang, XIAN Jia-yu. The integrated three dimensional optical lattice system for confining ultra-cold atoms[J]. Chinese Optics, 2019, 12(6): 1295-1302. doi: 10.3788/CO.20191206.1295
Citation: TIAN Xiao, ZHANG Jun, HUANG Bao-yu, YANG Hang, XIAN Jia-yu. The integrated three dimensional optical lattice system for confining ultra-cold atoms[J]. Chinese Optics, 2019, 12(6): 1295-1302. doi: 10.3788/CO.20191206.1295

用于超冷原子囚禁的一体式结构三维光晶格系统

doi: 10.3788/CO.20191206.1295
基金项目: 

陕西省自然科学基础研究计划资助项目 2019JQ-914

西安航空学院博士及高层人才科研启动基金资助项目 206011625

西安航空学院大学生创新创业训练计划项目 DCX2019042

详细信息
    作者简介:

    田晓(1984—), 女, 陕西渭南人, 博士, 讲师, 主要从事激光技术及应用方面的研究。E-mail:daisy_1005@126.com.cn

  • 中图分类号: TN248.1

The integrated three dimensional optical lattice system for confining ultra-cold atoms

Funds: 

Natural Science Basic Research Program of Shaanxi 2019JQ-914

Doctoral and Senior Talent Research Fund of Xi′an Aeronautical University 206011625

College Students′ Innovation and Entrepreneurship Training Program of Xi′an Aeronautical University DCX2019042

More Information
  • 摘要: 为优化用于冷原子装载的三维光晶格囚禁势阱,提出一种一体式结构且具有腔增强效果的三维光晶格系统。基于激光与原子的相互作用理论,对用于碱土金属88Sr冷原子囚禁的光晶格势阱进行研究,通过对Lamb-Dicke参数η的讨论得到该势阱束缚能力对阱中原子的作用效果,当η < < 1时,原子被强束缚,与载波跃迁相关的拉比辐射值最大,边带激发跃迁被抑制。通过使一束入射激光在多个特殊角度设置的反射镜之间传播,实现3对激光之间相互正交的三维光晶格。研究结果表明,在实现相等势阱深度的前提下,该三维光晶格系统所需激光功率仅为传统晶格系统激光功率的1/15,此时势阱深度最大值为86 μK,对温度在几个或十几μK量级的锶冷原子囚禁是非常有效的,并得到晶格轴向上的囚禁频率约为158 kHz,相应的η为0.17。此外,还表明晶格光场偏振态对该三维光晶格势阱的稳定性分布具有明显的影响,可通过使各维度光束的偏振相互垂直,消除干涉引入的负面影响。该一体式三维光晶格能够降低对原子本身的干扰,有利于准确捕捉晶格势阱中,被囚禁原子的内部信息。该研究为实现高效光晶格装载冷锶原子及其它碱土金属原子提供理论参考。

     

  • 图 1  装载冷原子的一维光晶格结构示意图

    Figure 1.  Schematic diagram of one-dimensional optical lattice confining cold atoms

    图 2  在不同振动量子数下,原子内部拉比辐射速率与Lamb-Dicke参数之间的关系

    Figure 2.  The relationship between Rabi radiation rate and parameter η of atoms under different vibrational quantum numbers

    图 3  一体式三维光晶格系统示意图

    Figure 3.  Schematic diagram of integrated three-dimensional optical lattice

    图 4  三维晶格光场的偏振对势阱分布的影响

    Figure 4.  Effect of lattice polarization on stability of potential well distribution

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出版历程
  • 收稿日期:  2019-01-10
  • 修回日期:  2019-03-06
  • 刊出日期:  2019-12-01

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