超稳光学参考腔是原子光钟系统中超窄线宽钟激光的重要组成部分。对超稳腔的腔体结构及支撑的精心设计可以有效地降低超稳光学参考腔的振动敏感度。本文提出了一种类四面体结构的超稳腔设计。我们通过在四面体的顶点处施加压力的方式将超稳腔腔体完全固定。由于腔体结构及支撑结构的高度对称性，该超稳腔不仅对固定腔体的支撑力不敏感，而且对空间上三个正交方向的振动都不敏感。我们采用有限元分析的方法对超稳腔的加速度敏感度进行模拟计算。计算结果显示我们设计的类四面体超稳腔在沿光轴方向和垂直光轴方向上的加速度敏感度分别为0.1×10-11/g，1.8×10-11/g，1.8×10-11/g（其中g=9.81m/s2）。超低的加速度敏感度和腔体的全方位固定使我们设计的超稳光学参考腔非常适合可搬运光钟的应用。

镱原子光钟是当前稳定度最好的光钟, 其稳定度已经进入10-19的量级。依托于高精度的镱原子光钟, 可以开展广义相对论的检验以及测地学等领域的科学和应用研究。镱原子光钟研制过程中需要用到多种频率的光, 所以针对这些激光的频率控制是镱原子光钟研制的一项关键技术问题。本文针对钟激光以外其他四种激光的频率控制要求, 以一个四通道超稳光学腔设计作为其频率锁定方案。利用有限元分析方法, 得到了超稳光学腔处于最佳支撑位置处的振动敏感度和温度敏感度。分析结果表明: 在最佳支撑位置处, 光学腔超稳在竖直方向上的振动敏感度为4.010-9/ g, 热时间常数为53 h。对周期为24 h的典型实验环境温度293.15±1 ? K 的条件下, 计算获得的温度敏感度为1.310-4。该四通道超稳光学腔能够同时满足镱原子光钟系统中除钟激光外其他激光的频率稳定度要求。这种简化的四通道超稳腔稳频设计方案, 为今后镱原子光钟的小型化、集成化设计提供一种新技术尝试。

利用一维光学驻波场产生的相位光栅对静磁阱中相变温度以上超冷原子气体的一阶相干性质进行研究。 理论计算了热原子的干涉图样,实验获得了相变温度以上超冷原子气体的干涉图样。通过比较理论和实验原 子气体干涉图样的对比度发现:当超冷原子气体温度非常接近相变温度时,原子气体的相干性明显好于热 原子的相干性;随着温度的升高,原子气体的相干性逐渐减弱,最终与热原子的相干性完全相同。

玻色-爱因斯坦凝聚体在一维光晶格中的相位涨落是研究量子相变的重要参量。 在实验和理论上分别获得了凝聚体从光晶格中释放后的密度分布,通过分析比较两者干 涉峰的对比度提取凝聚体在光晶格中的相位涨落。应用这一方法,测量了不同光晶格阱深下凝聚 体的相位涨落。当光晶格阱深从最小值5.6ER变化到30.7ER时,相位涨落从0.29π上升 到0.69π。

We create a Bose-Einstein condensate (BEC) of ⁸⁷Rb atoms by runaway evaporative cooling in an optical trap. Two crossed infrared laser beams with a wavelength of 1064 nm are used to form an optical dipole trap. After precooling the atom samples in a quadrupole-Ioffe configuration (QUIC) trap under 1.5 \mu K by radio-frequency (RF) evaporative cooling, the samples are transferred into the center of the glass cell, then loaded into the optical dipole trap with 800 ms. The pure condensate with up to 1.5×10⁵ atoms is obtained over 1.17 s by lowering the power of the trap beams.

We report the experimental achievement of ⁸⁷Rb Bose-Einstein condensation in a magnetic trap with microwave and radio frequency (RF) induced evaporation. Evaporative cooling is realized by using 6.8 GHz microwave radiation driving the ⁸⁷Rb atoms to transit from the ground-state hyperfine state |F = 2,mF =2> to |F = 1,mF = 1>. Compared with RF-induced evaporation, ⁸⁷Rb atoms are hardly to achieve pure condensate by microwave evaporation cooling due to the effect of atoms in the |F = 1,mF = 1> state being pumped back into the trapping |F = 2,mF = 1> state.

We study ⁸⁷Rb Bose-Einstein condensation (BEC) loading into the pulse of the one-dimensional (1D) optical lattice experimentally. The lattice is turned on abruptly, held constant for a variable time, and then turned off abruptly. The measurement of the depth of the optical lattice is obtained by Kapitza-Dirac scattering. The temporal matter-wave-dispersion Talbot effect with ⁸⁷Rb BEC is observed by applying a pair of pulsed standing waves (as pulsed phase gratings) with the separation of a variable delay.

从费米原子俘获在谐振势中出发,采用托马斯费米的半经典近似(Thomas-Fermi approximation),计算了自旋极化费米子的空间分布函数,对费米原子吸收成像的光学密度分布进行拟合,分析得到粒子数,费米温度和实际温度。采用这种方法,对实验中获得的40K费米原子吸收成像的光学密度分布进行拟合,得到了费米气体量子简并参数T/TF。

使用半导体制冷块,通过优化设计两级制冷系统,并结合隔离、密封等措施,将LD的温度冷却到-20 ℃,使室温下输出波长为789 nm的激光器工作在780 nm附近,改变了约9 nm.结合外腔光栅反馈技术,可以使激光器的输出波长稳定在Rb原子的D2线上.自制了一个简单的电路,能够以适当的比例同时调谐光栅压电陶瓷的电压和激光器的驱动电流,使激光器可以连续调谐1O GHz以上而不跳模.