1 中国科学院国家授时中心时间频率基准重点实验室，陕西 西安 710600
2 中国科学院大学天文与空间科学学院，北京 100049
在87Sr空间光晶格钟原理样机上实验观测了原子碰撞对谱线激发率抑制以及对谱线的展宽，并观测到由非弹性碰撞导致的原子损耗。通过简单地将原子数从6000减小至2000，实现了线宽为1.9 Hz的钟跃迁谱线，并将空间光晶格钟原理样机的稳定度提升至1×10-15（τ/s）-0.5。相关实验结果对研究光晶格的多体相互作用对钟跃迁谱线的影响具有重要意义。
原子与分子物理学 空间光晶格钟 钟跃迁谱线 相互作用 自比对稳定度
1 中国科学院时间频率基准重点实验室, 陕西 西安 710600
2 中国科学院大学天文与空间科学学院, 北京 100049
主要介绍了可移动锶原子光晶格钟的系统研制和钟跃迁谱线探测。光钟系统采用尺寸为120 cm×50 cm×60 cm的小型化物理系统,通过光纤将模块化的子光路系统与物理系统连接。经过一级461 nm激光和二级689 nm激光冷却后,得到原子数目为1.02×10 6、原子温度为5.45 μK的冷原子团。利用具有“魔术波长”的晶格光实现 87Sr的一维光晶格装载,晶格寿命为434 ms,晶格中原子温度为4.63 μK。在具有超窄线宽的698 nm钟激光探测下,得到边带可分辨的钟跃迁谱、窄线宽简并谱、自旋极化谱及拉比振荡曲线。经钟激光探询后,得到的自旋极化谱的谱线线宽为11.79 Hz,接近傅里叶探测极限的理论值,为可移动光钟的闭环工作提供了频率参考。
原子与分子物理学 可移动
87Sr光钟 小型化光钟 一维光晶格 钟跃迁谱线探测
1 中国科学院国家授时中心时间频率基准重点实验室, 陕西 西安 710600
2 中国科学院大学, 北京 100049
基于分布函数理论,分析了Zeeman减速器中截止速度对蓝磁光阱装载的影响,研究了Zeeman减速器中截止速度与蓝磁光阱俘获原子数目之间的关系,对比了分布函数理论和通用理论两种模型的拟合结果,结果表明,分布函数理论模型能更好地描述两者之间的关系。利用多匝Zeeman减速器对进入蓝磁光阱的热原子束进行减速,制备了锶光钟的冷原子样品。在光钟系统研制中,利用分布函数理论对Zeeman减速器进行了优化设计,提高了Zeeman减速器的工作效率,为实现更高效更紧凑的Zeeman减速器及光钟小型化提供了参考。
原子与分子物理 激光冷却 Zeeman 减速器 速度分布 截止速度
1 中国科学院国家授时中心时间频率基准重点实验室， 陕西 西安 710600
2 中国科学院大学， 北京 100049
以磁光阱中的锶冷原子为介质，对三重态双耦合场下的伞型结构电磁诱导透明(EIT)效应进行了实验观测。对实验中涉及到的抽运激光采用Pound-Drever-Hall稳频技术和注入锁定技术，对弱探测光进行功率稳定，提高了实验的观测精度。实验结果证明,耦合光的失谐量对三重态EIT有较大影响，且该EIT线形是两个Λ型结构EIT线形的简单叠加。
原子与分子物理学 量子光学 电磁诱导透明 原子相干 三重态
Author Affiliations
Abstract
1 CAS Key Laboratory of Time and Frequency Primary Standards, National Time Service Center, Xi’an 710600, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
We report experiments on the observation of the S01 P03 transition spectrum of Sr88 in the Lamb-Dicke regime. After going through a two-stage magneto-optical trap (MOT), Sr88 cold atoms with number of about 1×105 and a longitudinal temperature of 8.4 μK are loaded into a one-dimensional (1D) optical lattice, which is realized with a semiconductor laser at 813.4 nm. Using the magnetic field-inducing P13 state mixing into P03 state, the spectroscopy of the S01 P03 transition with a linewidth of 180 Hz is detected.
020.7010 Laser trapping 140.3320 Laser cooling 020.1335 Atom optics 020.3320 Laser cooling Chinese Optics Letters
2015, 13(10): 100201
1 中国科学院国家授时中心时间频率基准重点实验室，陕西 西安 710600
2 中国科学院大学，北京 100049
目前光钟的稳定度和不确定度均已进入10-18量级。介绍了中国科学院国家授时中心的锶原子光晶格钟的研究情况。以锶原子四种同位素中自然丰度最大的88Sr为研究对象，依次实现了88Sr的一级冷却和二级冷却。为消除一阶多普勒频移和反冲频移对冷原子运动的影响，充分发挥原子极窄钟跃迁谱线线宽的优点，冷原子被囚禁于光晶格中。而由光晶格导致的原子能级频移的问题可被“魔术”波长解决，对锶原子光钟，光晶格波长为813.4 nm。实验中采用功率放大的半导体激光器输出“魔术”波长激光，通过一维驻波光场搭建将88Sr装载进一维光晶格中。测量得到囚禁于光晶格中的冷原子寿命为270 ms，温度为3.5 μK，数目为1.2×105。光晶格囚禁为下一步的钟跃迁信号提供了较长的探测时间并且有利于获得极窄线宽的钟跃迁谱线，因此是光钟研制中很重要的一步。
量子光学 时间频率基准 冷原子 光晶格 钟跃迁 光学学报
2015, 35(s1): s102001
1 中国科学院国家授时中心时间频率基准重点实验室, 陕西 西安 710600
2 中国科学院大学, 北京 100049
在热原子束中利用锶原子互组跃迁塞曼子能级构成的V型能级结构，通过荧光观测实验研究了互组跃迁中的原子相干效应。对互组跃迁简并能级构成的V型能级结构的电磁诱导透明(EIT)效应进行了理论计算，且详细分析了耦合光失谐、线宽和拉比频率对互组跃迁EIT效应的影响。实验测量了不同耦合光失谐和功率条件下的互组跃迁电磁诱导透明效应。
量子光学 电磁诱导透明 原子相干 互组跃迁
1 中国科学院国家授时中心时间频率基准重点实验室量子频标室, 陕西 西安 710600
2 中国科学院研究生院, 北京 100049
锶原子单态和三重态间的互组跃迁(5s2)1S0-(5s5p)3P1辐射率远小于一般的电偶极跃迁，共振跃迁荧光信号微弱。介绍了一种应用于探测该互组跃迁荧光谱的直流偏置探测器。该探测器选用极低输入偏置电流运算放大器作为前置放大，具有信噪比高、增益高、偏置可调等优点。此探测器探测增益为106 V/W量级，-3 dB带宽为1 MHz。实验中利用该探测器对锶原子互组跃迁(5s2)1S0-(5s5p)3P1微弱共振荧光进行探测，获得信噪比很好的共振荧光谱，且无直流偏置，并由此获得高信噪比的鉴频曲线。应用该探测器观测到了饱和荧光谱线以及对应的鉴频曲线，可用于689 nm激光锁频，应用于锶光钟系统。
探测器 量子光学 互组跃迁 原子分子光谱
