1 量子光学与光量子器件国家重点实验室 山西大学光电研究所 山西 太原 030006
2 山西大学 极端光学协同创新中心 山西 太原 030006
本文介绍了用于冷原子样品等效温度测量的简化的飞行时间荧光成像法。将用于激光冷却和俘获原子的冷却光, 代替标准的飞行时间荧光成像法中额外引入的探测光。在铯原子磁光阱基础上,通过进一步采用偏振梯度冷却技术使冷原子等效温度有效地降低。采用简化的飞行时间荧光成像法测量的铯原子气室磁光阱(光学粘团)的等效温度, 典型值为TY≈22.3±2.2K, TZ≈15.4±2.7K(TY≈11.6±1.1K, TZ≈2.8±1.2K)。本文中的简化飞行时间荧光成像方案, 在不牺牲冷原子样品等效温度测量的精度和准确度情况下, 更容易在实验中执行和推广, 对于应用于冷原子微波原子钟、冷原子光频原子钟、冷原子干涉重力仪等量子精密测量领域, 以及采用冷原子样品进一步开展量子光学、量子信息处理等领域的研究工作, 具有积极意义和良好的推广价值。
冷原子温度测量 磁光阱 偏振梯度冷却 光学粘团 简化的飞行时间荧光成像法 temperature measurement of cold atoms magneto-optical trap polarization gradient cooling optical molasses the simplified time-of-flight fluorescence imaging
1 中国科学院武汉物理与数学研究所波谱与原子分子物理国家重点实验室, 湖北 武汉 430071
2 中国科学院武汉物理与数学研究所,中国科学院冷原子物理中心, 湖北 武汉 430071
3 中国科学院大学, 北京 100049
利用解压缩磁光阱(DCMOT)技术将铷87原子温度降低到多普勒冷却极限温度以下。 在磁光阱中获得铷87原子冷原子团,通过减小磁场梯度、降低回泵光功率和增加冷却 光失谐量进一步降低冷原子温度。通过研究原子自由飞行后密度随磁场梯度、回泵光功 率和冷却光失谐量的变化关系,得到最优化的实验参数。测得DCMOT后原子的温度为129 μK, 低于铷87原子的多普勒冷却极限温度(144 μK)。将低温冷原子直接装载到磁阱中,装载效率为25%。
量子光学 磁光阱 多普勒冷却极限 解压缩磁光阱 偏振梯度冷却 quantum optics magneto-optical trap Doppler cooling limit decompressed magneto-optical trap polarization gradient cooling
