激光冷却和俘获原子过程控制的研究

摘要

中性原子的激光冷却与俘获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物理学界的普遍关注。本学位论文围绕87Rb原子的激光冷却与俘获,先对冷却与俘获中性原子的各种方案作了介绍,然后描述了我们实验中获得87Rb冷原子的技术途径。着重介绍了基于LabVIEW的激光冷却与俘获原子实验过程自动控制系统的研制过程。本文第一部分综述原子干涉仪、激光冷却与俘获技术的研究历史及发展过程,介绍了国外的研究现状和最新成果。展望了原子的激光冷却与俘获技术的应用前景,对激光冷却和俘获的各种方法作了大略介绍。以及介绍了87Rb原子激光冷却与俘获的原理及相关的实验技术。第二部分介绍了我们实验室中具体实现87Rb原子的激光冷却和俘获的实验装置。对本实验的整个系统,包括半导体激光器、光路系统、真空系统等、以及探测和控制系统作了介绍。第三部分着重分析了激光冷却与俘获原子实验过程的控制,详细描述了我们研制基于虚拟仪器的激光冷却原子实验控制系统的过程。主要介绍了基于LabVIEW的高精度多路时序脉冲发生器的研制过程,以及声光调制器控制信号的产生系统等。最后对论文主要工作进行了总结,并对下一步的工作做了展望。

目录

致谢

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 激光冷却原子技术的发展概况

1.2 研究的目的和意义

1.3 论文的主要内容

2 原子干涉与激光冷却原子方法

2.1 原子干涉仪

2.2 常见的激光冷却中性原子方法

2.3 常见中性原子的俘获与囚禁方法

2.4 ~(87)Rb原子激光冷却与囚禁原理及相关实验技术

3 激光冷却和俘获原子实验系统介绍

3.1 真空系统

3.2 激光器系统

3.3 光路系统

3.4 磁光阱系统

3.5 磁屏蔽系统

3.6 Double-pass声光调制系统

3.7 控制和探测系统

4 激光冷却和俘获原子过程控制系统的原理和研制

4.1 概述

4.2 虚拟仪器技术基本理论

4.3 LabVIEW软件介绍

4.4 多路时序控制信号发生器研制

4.5 声光调制器(AOM)控制

4.6 CCD照相机控制

4.7 磁场开关控制

4.8 控制系统的实际应用

下一步工作

总结与展望

参考文献

作者简历