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亚微米局域空心光束的产生及其在单原子囚禁与冷却中的应用理论研究

任瑞敏 尹亚玲 王志章 郭超修 印建平

亚微米局域空心光束的产生及其在单原子囚禁与冷却中的应用理论研究

任瑞敏, 尹亚玲, 王志章, 郭超修, 印建平
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  • 提出了一种采用单模光纤、环形二元相位板和微透镜组成的光束整形系统产生亚微米局域空心光束的方案. 根据瑞利-索莫菲衍射积分公式, 数值计算了微透镜焦平面附近的场分布, 详细研究了空心光束的暗斑尺寸与单模光纤模场半径和微透镜焦距的关系. 数值计算结果表明: 在微透镜焦平面附近光场分布近似对称, 在焦点处场强近似为零, 周围场强逐渐增大, 形成半径约为0.4 m的三维封闭的球形空心光场区域, 即亚微米局域空心光束. 当局域空心光束为蓝失谐时, 光场中的原子将被囚禁在光场最弱处. 若加上抽运光, 原子将受到蓝失谐局域空心光束与抽运光共同激发的强度梯度Sisyphus冷却. 本文利用该方案产生的亚微米局域空心光束构建单原子的囚禁与冷却器件, 并以单个87Rb原子为例, 利用Mont-Carlo方法研究亚微米局域空心光束中单原子囚禁与强度梯度冷却的动力学过程, 结果表明利用该器件可以获得温度在5.8 K量级的超冷单原子.
      通信作者: 尹亚玲, ylyin@phy.ecnu.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金面上项目(批准号: 11274114)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-01-08
  • 修回日期:  2016-02-16
  • 刊出日期:  2016-06-05

亚微米局域空心光束的产生及其在单原子囚禁与冷却中的应用理论研究

  • 1. 华东师范大学物理学系, 精密光谱科学与技术国家重点实验室, 上海 200062
  • 通信作者: 尹亚玲, ylyin@phy.ecnu.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金面上项目(批准号: 11274114)资助的课题.

摘要: 提出了一种采用单模光纤、环形二元相位板和微透镜组成的光束整形系统产生亚微米局域空心光束的方案. 根据瑞利-索莫菲衍射积分公式, 数值计算了微透镜焦平面附近的场分布, 详细研究了空心光束的暗斑尺寸与单模光纤模场半径和微透镜焦距的关系. 数值计算结果表明: 在微透镜焦平面附近光场分布近似对称, 在焦点处场强近似为零, 周围场强逐渐增大, 形成半径约为0.4 m的三维封闭的球形空心光场区域, 即亚微米局域空心光束. 当局域空心光束为蓝失谐时, 光场中的原子将被囚禁在光场最弱处. 若加上抽运光, 原子将受到蓝失谐局域空心光束与抽运光共同激发的强度梯度Sisyphus冷却. 本文利用该方案产生的亚微米局域空心光束构建单原子的囚禁与冷却器件, 并以单个87Rb原子为例, 利用Mont-Carlo方法研究亚微米局域空心光束中单原子囚禁与强度梯度冷却的动力学过程, 结果表明利用该器件可以获得温度在5.8 K量级的超冷单原子.

English Abstract

参考文献 (38)

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