原子光学

摘要： 飞速发展的激光冷却、囚禁与操控中性原子的理论和实验技术不仅促进了人们对微观物质运动规律的认知,而且在精密测量和量子信息领域催生了多项颠覆性的器件与应用.不同于传统复杂庞大的原子光学实验装置,原子芯片通过在硅等基底上制备的表面微纳结构或器件来精准控制磁场、电场或光场,从而在小尺度、低功耗条件下实现对原子的强束缚与相干操控,被认为是一种稳定、精确、功能及扩展性强大的原子及其量子态片上实验平台,具有广泛且重大的应用价值.本文首先简要回顾了原子芯片的发展历程,然后介绍了基于载流导线的微势阱及微导引实现原子芯片的基本原理,并着重讨论了基于载流导线的原子芯片制备技术、测试方法和集成的全链条关键实现技术.随后,本文综述了各国与原子芯片相关的研究计划布局和主要应用进展,指出原子芯片走向实用面临的挑战性问题,并对其未来发展进行了展望.

摘要： 原子分子系统与量子化的电磁场或光子模式耦合的系统是非相对论量子力学理论研究和实验研究的主要对象和模型.现实系统必然与外界环境耦合,且即便原子隔绝较好、光学腔壁品质因子足够高,原子系统也不等价于少数几个能级构成的简单模型:它仍然有不为零的几率跃迁到不可控的能级空间、与原子相互作用的自由空间真空场的量子效应也必须考虑.本文将结合开放量子系统理论的基本要素与原子光学的基本模型,对原子分子系统在电磁场中发生的耗散以及量子退相干过程做简单综述,并重点介绍描述量子系统退相干过程的主流理论工具——主方程.

摘要： 通过求解全波矢布洛赫方程研究了两能级原子与飞秒超快激光脉冲的相互作用过程,计算了不同拉比频率取值下原子所受光学偶极力和粒子数布居随时间的演化情况,分析了光场失谐量对光学势分布情况的影响.研究发现:由飞秒激光场产生的横向光力的时间平均值并不等于零,而是随着拉比频率的增加呈现振荡的增大趋势;纵向光力的时间平均作用也并非是拉比频率的单调函数,而是随着拉比频率的增加呈现周期性的振荡分布特性:光学势的分布对光场的失谐量具有明显的依赖性,随着失谐量的变化,光学势的性质也随之发生了改变.

摘要： 量子重力仪随着量子光学、原子光学等领域的发展,特别是激光冷却原子技术的出现,人们能够获得温度低于nK的物质(超冷原子),根据量子力学中波粒二象性理论,这种超冷原子不仅具有“波”的特性,而且具有类似激光一样的相干性。采用超冷原子构建的干涉仪(冷原子干涉仪)能将干涉仪的灵敏度提高1011倍,因此基于冷原子干涉的重力仪具有极高的灵敏度,这种重力仪称为原子重力仪,也叫量子重力仪。

摘要： 报道了采用受激拉曼绝热捷径(STIRSAP)方案实现原子干涉仪并提高其稳健性的实验研究结果。对STIRSAP型拉姆齐原子干涉仪的条纹对比度进行了分析。与传统的受激拉曼绝热通道型拉姆齐原子干涉仪相比,STIRSAP加速了布居数绝热转移过程,提高了原子干涉条纹的对比度。通过调制抽运光和斯托克斯光的强度,研究了交流斯塔克效应对原子干涉条纹相移的影响,实验结果表明STIRSAP能有效抑制原子干涉过程中的交流斯坦克效应,提高原子干涉仪的稳健性。

摘要： 设计了一套用于分段线形离子阱囚禁离子及微运动补偿的射频-静电耦合电源电路,实现了钙离子在离子阱中的囚禁.通过CCD相机观察离子发出的荧光确定离子晶体位置。利用离子阱中12段极杆上静态电压的独立控制实现了离子晶体在三维空间中的精密控制,减小了射频调制的微运动。此离子囚禁系统可进一步确定离子晶体的物理性质,如离子的宏运动频率、离子晶体的温度分布等,并实现多组份离子晶体的囚禁。

摘要： 提出了基于拉曼泵浦-探测技术得到的原子吸收谱线获取冷原子温度的方案,并将其应用于85Rb原子磁光阱中。实验中,原子在囚禁光和探测光的共同作用下发生受激拉曼跃迁,产生亚自然线宽的类色散峰,通过把该类色散峰与理论模型进行拟合估算出被囚禁85Rb冷原子团的温度为230μK。相对于飞行时间测温法,该方案提供了一种简捷的测量冷原子温度的方法。

摘要： We propose a scheme for accurately simulating of the three-dimensional image of cold atomic cloud, which is more intuitive and stereoscopic than former two-dimensional image by probe laser.We have realized simulating of cold atomic cloud.The number of trapped atoms is about 108 .The atomic cloud is about the geo-metric three-dimensional shape.Tri-axial ellipsoid with distinct semi-axis lengths Rx=1.06 mm,Ry=1.06 mm,Rz=0.5 7 mm,and the three-dimensional image of cold atomic cloud was simulated for the first time.%提出了一种用于精确模拟冷原子云的三维图像方案,这个方案比先前通过探测激光的方法所获得的二维图像更加直观和立体。该研究实现了冷原子云的模拟,捕获原子的数量约为108。原子云是几何三维形状,Rx=1.06 mm,Ry=1.06 mm,Rz=0.57 mm,具有不同半轴长度的三轴椭圆体。

摘要： 2013年12月20日联合国第六十八届会议决定将2015年设定为光和光基技术国际年,简称2015国际光年.本文围绕国际光年举办周年纪念的光科学历史上的一系列里程碑式的重要成就,在国际光年之际对光学千年的发展进行回顾.文中除尽可能全面地列出光学发展道路上的重要事件外,还力图从物理学的视角给光学一个概貌式的观察.本文包括4个部分:(1)国际光年周年纪念的千年中的光学重要成就;(2)光学的现代发展和光子学;(3)光学的技术应用;(4)结语.

摘要： 本文介绍了近年来发展起来的晶格原子光学，包括冷原子光学晶格，磁晶格和磁光晶格，并介绍了国内一些小组研究磁晶格和磁光晶格的一些新结果。阐述了光学晶格中原子动力学，玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)和量子态的相干传输与控制等晶格原子光学研究的最新进展，最后，介绍了冷原子光学晶格，磁晶格和磁光晶格在光子晶体制备等方面的潜在应用。

摘要： 高灵敏度和高精确度的原子干涉仪的发展需要新的理论工具来分析。考虑到高精度的原子干涉仪中需要多个光脉冲，我们引入了一个3×3阶矩阵，以方便多个元件情况下的复杂计算。作为例子，我们用3×3阶矩阵分析了原子重力梯度仪中的相位差。

摘要： 高灵敏度和高精确度的原子干涉仪的发展需要新的理论工具来分析。考虑到高精度的原子干涉仪中需要多个光脉冲，我们引入了一个3×3阶矩阵，以方便多个元件情况下的复杂计算。作为例子，我们用3×3阶矩阵分析了原子重力梯度仪中的相位差。

摘要： 高灵敏度和高精确度的原子干涉仪的发展需要新的理论工具来分析。考虑到高精度的原子干涉仪中需要多个光脉冲，我们引入了一个3×3阶矩阵，以方便多个元件情况下的复杂计算。作为例子，我们用3×3阶矩阵分析了原子重力梯度仪中的相位差。

摘要： 高灵敏度和高精确度的原子干涉仪的发展需要新的理论工具来分析。考虑到高精度的原子干涉仪中需要多个光脉冲，我们引入了一个3×3阶矩阵，以方便多个元件情况下的复杂计算。作为例子，我们用3×3阶矩阵分析了原子重力梯度仪中的相位差。

摘要： 高灵敏度和高精确度的原子干涉仪的发展需要新的理论工具来分析。考虑到高精度的原子干涉仪中需要多个光脉冲，我们引入了一个3×3阶矩阵，以方便多个元件情况下的复杂计算。作为例子，我们用3×3阶矩阵分析了原子重力梯度仪中的相位差。

摘要： 本发明提供了基于由非线性光学材料制成的光学谐振器和非线性波混频的技术和设备，以生成相对于原子参考被稳定的光梳。

摘要： 本发明涉及一种原子振荡器用光学模块以及原子振荡器，其特征在于，是利用量子干涉效应的原子振荡器用光学模块，包括：射出包含具有规定波长的基波以及该基波的边带的光的光源；被射入来自上述光源的光，并使该射入的光中的上述边带透过的波长选择部；封入了碱金属气体并被透过上述波长选择部的光照射的气室；以及对向上述气室照射的光中的透过上述气室后的光的强度进行检测的光检测部，上述波长选择部具有：光纤布拉格光栅；以及控制上述光纤布拉格光栅的温度的温度控制部。

摘要： 本发明提供一种原子振荡器用的光学模块以及原子振荡器。利用量子干涉效应的原子振荡器用的光学模块包含：第一光源部，其射出第一共振光；气体单元，其封入有碱金属原子；第一光检测部，其对透过了上述气体单元的上述第一共振光的强度进行检测；判定部，其判定上述第一光源部是否发生了故障；第二光源部，其在由上述判定部判定为上述第一光源部发生故障的情况下向上述气体单元照射第二共振光；以及第二光检测部，其对透过了上述气体单元的上述第二共振光的强度进行检测，其中，上述气体单元中的上述第一共振光的光程与上述气体单元中的上述第二共振光的光程相等。

摘要： 本发明提供一种原子振荡器用光学模块以及原子振荡器。该原子振荡器用光学模块是利用量子干涉效应的原子振荡器用光学模块，包括：光源，其射出包含具有规定波长的基波、和该基波的边带的光；波长选择部，其被射入来自上述光源的光，并使上述边带透过；气室，该气室中封入了碱金属气体，且该气室被透过上述波长选择部后的光照射；光检测部，其对透过上述气室后的光的强度进行检测，上述波长选择部具有：滤光器部，其使规定的波长范围的光透过；滤光器特性控制部，其使透过上述滤光器部的光的波长范围变化。

摘要： 本发明涉及原子振荡器用光学模块以及原子振荡器。所述原子振荡器用光学模块是利用了量子干涉效应的原子振荡器用光学模块，该原子振荡器用光学模块包括：光源部，其射出具有2个不同波长的谐振光；气体单元，其密封有碱金属原子气体，并被照射所述谐振光；光检测部，其检测透过了所述气体单元的所述谐振光的强度；以及气流生成部，其产生所述碱金属原子气体的流动。

摘要： 一种具有交叉腔的光学谐振腔装置(100)，特别是用于光学俘获原子，所述光学谐振腔装置(100)包括：第一线性光学谐振腔(10)，所述第一线性光学谐振腔(10)沿第一谐振腔光路(12)在第一谐振腔反射镜(11A、11B)之间延伸并支持第一谐振腔模；第二线性光学谐振腔(20)，所述第二线性光学谐振腔(20)沿第二谐振腔光路(22)在第二谐振腔反射镜(21A、21B)之间延伸并支持第二谐振腔模，其中，所述第一谐振腔光路(12)和所述第二谐振腔光路(22)跨越主谐振腔平面；载体装置，所述载体装置承载所述第一谐振腔反射镜(11A、11B)和所述第二谐振腔反射镜(21A、21B)，其中，所述第一谐振腔反射镜(11)和所述第二谐振腔反射镜(21)被设置成使得所述第一谐振腔模和所述第二谐振腔模彼此交叉，以在所述主谐振腔平面中提供光晶格阱(1)。所述载体装置包括单片式分隔体(30)，所述单片式分隔体(30)由超低膨胀材料制成并且包括第一载体表面(31)和第二载体表面(32)，所述第一载体表面(31)容置所述第一谐振腔反射镜(11A、11B)，所述第二载体表面(32)容置所述第二谐振腔反射镜(21A、21B)，其中所述第一谐振腔光路(12)延伸穿过所述第一载体表面(31)之间的所述分隔体(30)中的第一分隔体孔(33)，所述第二谐振腔光路(22)延伸穿过所述第二载体表面(32)之间的所述分隔体(30)中的第二分隔体孔(34)。此外，描述了一种用于构建原子的二维排列的原子俘获方法、一种光学原子钟等原子俘获装置、一种量子模拟和/或量子计算装置。

摘要： 本发明提供了基于由非线性光学材料制成的光学谐振器和非线性波混频的技术和设备，以生成相对于原子参考被稳定的光梳。

摘要： 本申请涉及一种CPT原子钟的光学系统、CPT原子钟。光学系统包括：激光器、光学镜组、气室隔热组件、原子气室、光学探测器和机架，激光器、光学镜组、气室隔热组件、原子气室和光学探测器依次设置在机架上；原子气室内嵌于气室隔热组件中，且原子气室与气室隔热组件之间形成有隔热腔，隔热腔中设置有隔热组件。由于原子气室中的碱金属原子与激光器的输出的激光发生CPT共振现象，需要保持原子气室处于恒定温度状态，本系统通过设置气室隔热组件，减少原子气室的热量损失，从而降低原子气室部分的加热功耗。并且，在原子气室与气室隔热组件之间形成的隔热腔中设置隔热组件，减少原子气室和气室隔热组件的接触面积等，从而有效降低CPT原子钟的系统功耗。

摘要： 本发明涉及原子振荡器用光学模块以及原子振荡器。所述原子振荡器用光学模块是利用了量子干涉效应的原子振荡器用光学模块，该原子振荡器用光学模块包括：光源部，其射出具有2个不同波长的谐振光；气体单元，其密封有碱金属原子气体，并被照射所述谐振光；光检测部，其检测透过了所述气体单元的所述谐振光的强度；以及气流生成部，其产生所述碱金属原子气体的流动。

摘要： 本发明提供一种原子振荡器用的光学模块以及原子振荡器。利用量子干涉效应的原子振荡器用的光学模块包含：第一光源部，其射出第一共振光；气体单元，其封入有碱金属原子；第一光检测部，其对透过了上述气体单元的上述第一共振光的强度进行检测；判定部，其判定上述第一光源部是否发生了故障；第二光源部，其在由上述判定部判定为上述第一光源部发生故障的情况下向上述气体单元照射第二共振光；以及第二光检测部，其对透过了上述气体单元的上述第二共振光的强度进行检测，其中，上述气体单元中的上述第一共振光的光程与上述气体单元中的上述第二共振光的光程相等。