多模1064nm光纤激光器实现一维远失谐光晶格

袁园; 芦小刚; 白金海; 李建军; 吴令安; 傅盘铭; 王如泉; 左战春

doi:10.7498/aps.65.043701

摘要

采用1064 nm多模30 W连续光纤激光器, 搭建了一个周期为25 m的一维远失谐光学晶格势场. 对铷原子进行磁光阱装载和偏振梯度冷却, 实现了铷冷原子团在光晶格中的装载. 借助于短程飞行时间法, 测量晶格中冷原子温度为20 K, 为下一步实现量子信息存储实验奠定了基础.

关键词:

For a quantum memory to be useful as a quantum repeater, a long coherence time is a crucial requirement. In recent years, the most commonly explored medium for quantum storage has been atomic gases. We report an experiment to realize a quantum memory based on an Rb atomic ensemble in a one-dimensional far-detuned optical lattice. A multimode 30 W continuous wave fiber laser was used to construct a travelling wave lattice with a period of 25 m. The Rb atoms were loaded into a magneto-optical-trap, which was then adjusted to optimize the polarization gradient cooling. To trap the cooled atoms, we turned on a laser which has a wavelength of 1064 nm and therefore is red-detuned from the resonance frequencies of D1 and D2 transitions of 87Rb atoms. By taking the short-distance time-of-flight image the temperature of the atoms was found to be about 20 K. This system will provide a foundation for future quantum information storage studies.

Keywords:

作者及机构信息

1.
中国科学院物理研究所, 北京凝聚态物理国家实验室, 北京 100190;

2.
河北师范大学物理科学与信息工程学院, 石家庄 050000

通信作者: 左战春, zczuo@iphy.ac.cn

基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11274376, 61308011, 11204011)、国家重点基础研究发展计划(批准号: 2013CB922002, 2010CB922904)资助的课题.

Authors and contacts

1.
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Science, Beijing 100190, China;

2.
College of Physics and Information Engineering, Hebei Normal University, Shijiazhuang 050000, China

Corresponding author: Zuo Zhan-Chun, zczuo@iphy.ac.cn

Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 11274376, 61308011, 11204011) and the National Basic Research Program of China (Grant Nos. 2013CB922002, 2010CB922904).

参考文献

[1]	Letokhov V S 1968 JETP Lett. 7 272
[2]	Verkerk P, Lounis B, Salomon C, Cohen-Tannoudji C 1992 Phys. Rev. Lett. 68 3861
[3]	Jessen P S, Gerz C, Lett P D, Phillips W D, Rolston S L, Spreeuw R J C, Westbrook C I 1992 Phys. Rev. Lett. 69 49
[4]	Hemmerich A, Hansch T W 1993 Phys. Rev. Lett. 70 410
[5]	Grynberg G, Lounis B, Verkerk P, Courtois J Y, Salomon C 1993 Phys. Rev. Lett. 70 2249
[6]	Kastberg A, Phillips W D, Rolston S L, Spreeuw R J C 1995 Phys. Rev. Lett. 74 1542
[7]	Gatzke M, Birkl G, Jessen P S, Kastberg A, Rolston S L, Phillips W D 1997 Phys. Rev. A 55 3987
[8]	Dahan B M, Peik E, Reichel J, Castin Y, Salomon C 1996 Phys. Rev. Lett. 76 4508
[9]	Wilksinson S R, Barucha C F, Madison K W, Niu Q, Raizen M G 1996 Phys. Rev. Lett. 76 4512
[10]	Greiner M, Mandel O, Esslinger T, Hansh T W, Blich I 2002 Nature 415 39
[11]	Jaksch D, Briegel H J, Cirac J I, Gardiner C W, Zoller P 1991 Phys. Rev. Lett. 82 1975
[12]	Mandel O, Greiner M, Widera A, Rom T, Hansh T W, Bloch I 2003 Nature 425 937
[13]	Brennen G K, Caves M C, Jessen P S, Deutsch I H 1999 Phys. Rev. Lett. 82 1060
[14]	Pachos J K, Knight P L 2003 Phys. Rev. Lett. 91 107902
[15]	Vollbrecht K G, Soano E, Cirac J I 2004 Phys. Rev. Lett. 93 220502
[16]	Schrader D, Dotsenko I, Khudaverdyan M, Miroshnychenko Y, Rauschenbeutel A, Meschede D 1999 Phys. Rev. Lett. 93 150501
[17]	Dalibard J, Cohen-Tannoudji C 1989 J. Opt. Soc. Am. B 6 2023
[18]	Jessen P S, Deutsch I H 1996 Adv. Atom. Mol. Opt. Phys. 37 95
[19]	Guidoni L, Verkerk P 1999 J. Opt. B 1 R23
[20]	Grynberg G, Robilliard C 2001 Phys. Rep. 355 335
[21]	Xu Z J, Wang D M, Li Z 2007 Acta Phys. Sin. 56 3076 (in Chinese) [徐志君, 王冬梅, 李珍 2007 物理学报 56 3076]
[22]	Qiu Y, He J, Wang Y H, Wang J, Zhang T C, Wang J M 2008 Acta Phys. Sin. 57 6227 (in Chinese) [邱英, 何军, 王彦华, 王婧, 张天才, 王军民 2008 物理学报 57 6227]
[23]	Zhou H L, Zhu Q, Wang B, Xiong D Z 2014 Chin. J. Quantum Electron. 31 1007 (in Chinese) [周海龙, 朱强, 王兵, 熊德志 2014 量子电子学报 31 1007]
[24]	Lu X G, Miao X X, Bai J H, Yuan Y, Wu L A, Fu P M, Wang R Q, Zuo Z C 2015 Chin. Phys. B 24 094204
[25]	Lu X, Miao X, Bai J, Pei L, Wang M, Gao Y, Wu L A, Fu P, Wang R, Zuo Z 2015 J. Phys. B 48 055003
[26]	Grimm R, Weidemuler M 2000 Adv. Atom. Mol. Opt. Phys. 42 95
[27]	Gea-Banacloche J, Li Y Q, Jin S Z, Xiao M 1995 Phys. Rev. A 51 576

施引文献

[1]	Letokhov V S 1968 JETP Lett. 7 272
[2]	Verkerk P, Lounis B, Salomon C, Cohen-Tannoudji C 1992 Phys. Rev. Lett. 68 3861
[3]	Jessen P S, Gerz C, Lett P D, Phillips W D, Rolston S L, Spreeuw R J C, Westbrook C I 1992 Phys. Rev. Lett. 69 49
[4]	Hemmerich A, Hansch T W 1993 Phys. Rev. Lett. 70 410
[5]	Grynberg G, Lounis B, Verkerk P, Courtois J Y, Salomon C 1993 Phys. Rev. Lett. 70 2249
[6]	Kastberg A, Phillips W D, Rolston S L, Spreeuw R J C 1995 Phys. Rev. Lett. 74 1542
[7]	Gatzke M, Birkl G, Jessen P S, Kastberg A, Rolston S L, Phillips W D 1997 Phys. Rev. A 55 3987
[8]	Dahan B M, Peik E, Reichel J, Castin Y, Salomon C 1996 Phys. Rev. Lett. 76 4508
[9]	Wilksinson S R, Barucha C F, Madison K W, Niu Q, Raizen M G 1996 Phys. Rev. Lett. 76 4512
[10]	Greiner M, Mandel O, Esslinger T, Hansh T W, Blich I 2002 Nature 415 39
[11]	Jaksch D, Briegel H J, Cirac J I, Gardiner C W, Zoller P 1991 Phys. Rev. Lett. 82 1975
[12]	Mandel O, Greiner M, Widera A, Rom T, Hansh T W, Bloch I 2003 Nature 425 937
[13]	Brennen G K, Caves M C, Jessen P S, Deutsch I H 1999 Phys. Rev. Lett. 82 1060
[14]	Pachos J K, Knight P L 2003 Phys. Rev. Lett. 91 107902
[15]	Vollbrecht K G, Soano E, Cirac J I 2004 Phys. Rev. Lett. 93 220502
[16]	Schrader D, Dotsenko I, Khudaverdyan M, Miroshnychenko Y, Rauschenbeutel A, Meschede D 1999 Phys. Rev. Lett. 93 150501
[17]	Dalibard J, Cohen-Tannoudji C 1989 J. Opt. Soc. Am. B 6 2023
[18]	Jessen P S, Deutsch I H 1996 Adv. Atom. Mol. Opt. Phys. 37 95
[19]	Guidoni L, Verkerk P 1999 J. Opt. B 1 R23
[20]	Grynberg G, Robilliard C 2001 Phys. Rep. 355 335
[21]	Xu Z J, Wang D M, Li Z 2007 Acta Phys. Sin. 56 3076 (in Chinese) [徐志君, 王冬梅, 李珍 2007 物理学报 56 3076]
[22]	Qiu Y, He J, Wang Y H, Wang J, Zhang T C, Wang J M 2008 Acta Phys. Sin. 57 6227 (in Chinese) [邱英, 何军, 王彦华, 王婧, 张天才, 王军民 2008 物理学报 57 6227]
[23]	Zhou H L, Zhu Q, Wang B, Xiong D Z 2014 Chin. J. Quantum Electron. 31 1007 (in Chinese) [周海龙, 朱强, 王兵, 熊德志 2014 量子电子学报 31 1007]
[24]	Lu X G, Miao X X, Bai J H, Yuan Y, Wu L A, Fu P M, Wang R Q, Zuo Z C 2015 Chin. Phys. B 24 094204
[25]	Lu X, Miao X, Bai J, Pei L, Wang M, Gao Y, Wu L A, Fu P, Wang R, Zuo Z 2015 J. Phys. B 48 055003
[26]	Grimm R, Weidemuler M 2000 Adv. Atom. Mol. Opt. Phys. 42 95
[27]	Gea-Banacloche J, Li Y Q, Jin S Z, Xiao M 1995 Phys. Rev. A 51 576

[1]	刘岩鑫, 王志辉, 管世军, 王勤霞, 张鹏飞, 李刚, 张天才. 光学阱中Λ增强型灰色黏团冷却辅助原子装载. 物理学报, 2024, 73(11): 113701. doi: 10.7498/aps.73.20240182
[2]	成永军, 董猛, 孙雯君, 吴翔民, 张亚飞, 贾文杰, 冯村, 张瑞芳. 基于⁷Li冷原子操控的超高真空测量. 物理学报, 2024, 73(22): 220601. doi: 10.7498/aps.73.20241215
[3]	翟荟. 基于冷原子的非平衡量子多体物理研究. 物理学报, 2023, 72(23): 230701. doi: 10.7498/aps.72.20231375
[4]	张苏钊, 孙雯君, 董猛, 武海斌, 李睿, 张雪姣, 张静怡, 成永军. 基于磁光阱中⁶Li冷原子的真空度测量. 物理学报, 2022, 71(9): 094204. doi: 10.7498/aps.71.20212204
[5]	魏春华, 颜树华, 杨俊, 王国超, 贾爱爱, 罗玉昆, 胡青青. 基于87Rb原子的大失谐光晶格的设计与操控. 物理学报, 2017, 66(1): 010701. doi: 10.7498/aps.66.010701
[6]	徐润东, 刘文良, 武寄洲, 马杰, 肖连团, 贾锁堂. 磁光阱中超冷钠-铯原子碰撞的实验研究. 物理学报, 2016, 65(9): 093201. doi: 10.7498/aps.65.093201
[7]	苟维, 刘亢亢, 付小虎, 赵儒臣, 孙剑芳, 徐震. 中性汞原子磁光阱装载率的优化. 物理学报, 2016, 65(13): 130201. doi: 10.7498/aps.65.130201
[8]	杨威, 孙大立, 周林, 王谨, 詹明生. 用于原子干涉仪实验的锂原子的塞曼减速与磁光囚禁. 物理学报, 2014, 63(15): 153701. doi: 10.7498/aps.63.153701
[9]	王杰英, 刘贝, 刁文婷, 靳刚, 何军, 王军民. 磁光阱中单原子荧光信号的优化及单原子的高效装载. 物理学报, 2014, 63(5): 053202. doi: 10.7498/aps.63.053202
[10]	文瑞娟, 杜金锦, 李文芳, 李刚, 张天才. 内腔多原子直接俘获的强耦合腔量子力学系统的构建. 物理学报, 2014, 63(24): 244203. doi: 10.7498/aps.63.244203
[11]	元晋鹏, 姬中华, 杨艳, 张洪山, 赵延霆, 马杰, 汪丽蓉, 肖连团, 贾锁堂. 飞行时间质谱探测磁光阱中超冷分子离子的实验研究. 物理学报, 2012, 61(18): 183301. doi: 10.7498/aps.61.183301
[12]	张鹏飞, 李刚, 张玉驰, 杨榕灿, 郭龑强, 王军民, 张天才. 光致原子解吸附对冷原子磁光阱装载的动力学研究. 物理学报, 2010, 59(9): 6423-6429. doi: 10.7498/aps.59.6423
[13]	邱英, 何军, 王彦华, 王婧, 张天才, 王军民. 三维光学晶格中铯原子的装载与冷却. 物理学报, 2008, 57(10): 6227-6232. doi: 10.7498/aps.57.6227
[14]	汪丽蓉, 马杰, 张临杰, 肖连团, 贾锁堂. 基于振幅调制的超冷铯原子高分辨光缔合光谱的实验研究. 物理学报, 2007, 56(11): 6373-6377. doi: 10.7498/aps.56.6373
[15]	张鹏飞, 许忻平, 张海潮, 周善钰, 王育竹. 紫外光诱导原子脱附技术在单腔磁阱装载中的应用. 物理学报, 2007, 56(6): 3205-3211. doi: 10.7498/aps.56.3205
[16]	唐霖, 黄建华, 段正路, 张卫平, 周兆英, 冯焱颖, 朱荣. 冷原子穿越激光束的量子隧穿时间. 物理学报, 2006, 55(12): 6606-6611. doi: 10.7498/aps.55.6606
[17]	王彦华, 杨海菁, 张天才, 王军民. 用吸收法对铯原子磁光阱中冷原子数目的测量. 物理学报, 2006, 55(7): 3403-3407. doi: 10.7498/aps.55.3403
[18]	沐仁旺, 纪宪明, 印建平. 一种实现冷原子(或冷分子)囚禁的可控制纵向光学双阱. 物理学报, 2006, 55(11): 5795-5802. doi: 10.7498/aps.55.5795
[19]	江开军, 李可, 王谨, 詹明生. Rb原子磁光阱中囚禁原子数目与实验参数的依赖关系. 物理学报, 2006, 55(1): 125-129. doi: 10.7498/aps.55.125
[20]	耿涛, 闫树斌, 王彦华, 杨海菁, 张天才, 王军民. 用短程飞行时间吸收谱对铯磁光阱中冷原子温度的测量. 物理学报, 2005, 54(11): 5104-5108. doi: 10.7498/aps.54.5104

计量

文章访问数: 7103
PDF下载量: 169
被引次数: 0

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

搜索

留言板