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 黄冈师范学院,湖北 438000
2 中国科学院国家授时中心,西安 710600
3 中国科学院大学,北京 100049
锶光钟小型化系统中,利用Doppler测速法对小发散角锶原子的速度分布进行了测量。从锶炉喷出原子束的最可几速率为440 m／s,经过永磁体塞曼减速器减速后原子的速度最低可降低至80 m／s。验证了在原子行进过程中设置的减速磁场即永磁体塞曼减速器,能够对原子进行有效减速,进而提高俘获冷原子的数目。实验中采用的Doppler测速法装置简单,易于操作,可直接探测原子束的速度分布曲线。
小发散角 永磁体塞曼减速器 Doppler测速法 small divergence angle permanent Zeeman slower Doppler anemometry
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
为了实现中国科学院国家授时中心研制的锶原子光晶格钟钟跃迁的自动化探测, 设计了完整的自动控制系统。该系统主要由延迟精度与同步精度在μs 量级的时序控制系统和满足要求的激光频率扫描系统组成。两个控制系统均通过LabVIEW软件编程及虚拟仪器控制光场和磁场。完成了锶原子的两级冷却和光晶格囚禁, 最终得到了高信噪比载波线宽为180 Hz的锶原子1S0-3P0钟跃迁谱线。谱线展现了高信噪比和窄线宽的特点, 表明整个锶原子光钟系统的运行较为稳健, 整个控制系统满足实验对于控制精度的需求, 实现了锶原子光钟系统的自动化操作与控制。该控制系统具有一定普适性, 也可拓展至需要对光场及磁场进行控制的其他系统中。
锶原子光晶格钟 时序控制 谱线扫描控制 虚拟仪器 strontium optical lattice clock sequence control spectral scanning control virtual instrument
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
