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用于冷原子实验的一维折射型光束扫描系统
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作者 冯涛 杨鹏飞 +4 位作者 范青 任崇毅 张鹏飞 李刚 张天才 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第14期309-315,共7页
利用可旋转楔形棱镜(振镜)的光折射效应,实现一维受控的高精度光束扫描系统,并将其用于产生移动的光学偶极阱系统,能够使冷原子在空间内实现大范围绝热转移。光学偶极阱由一束准直的大功率1064 nm激光通过透镜强聚焦形成,其束腰半径为(2... 利用可旋转楔形棱镜(振镜)的光折射效应,实现一维受控的高精度光束扫描系统,并将其用于产生移动的光学偶极阱系统,能够使冷原子在空间内实现大范围绝热转移。光学偶极阱由一束准直的大功率1064 nm激光通过透镜强聚焦形成,其束腰半径为(21.9±0.4)μm。通过设计振镜与透镜之间的距离以及控制振镜的偏转角度,能够使偶极阱束腰在一维方向上实现高精度可控移动,通过设计偶极阱束腰位置移动的加速度形式,能够使偶极阱在22.5 ms内绝热移动7 mm。在平移过程中,光学偶极阱功率起伏为±3.45%,束腰位置在垂直于移动方向上的起伏为共焦参数的±1.7%。利用该系统,可以在30 ms内将原子转移5 mm,原子转移效率大于90.0%,温度变化小于5μK;当转移时间为45 ms时,原子转移效率达(99.6±4.6)%。通过改善电机响应,最快可在10 ms内将原子绝热地转移1 mm,原子转移效率为(94.3±3.6)%。该光束扫描系统具有通光孔径大(高斯直径>10 mm)、光损耗极小、噪声低和在移动过程中光频率不变化等优势,能够广泛应用于冷原子及单原子阵列实验中的原子转移和寻址。 展开更多
关键词 量子光学 一维光束扫描系统 光学偶极阱 冷原子 绝热传输
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极化角依赖的铯原子魔术波长光阱理论分析
2
作者 白建东 刘硕 +2 位作者 刘文元 颉琦 王军民 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期81-88,共8页
在对经激光预冷却的原子进行俘获的光学偶极阱中,魔术波长光学偶极阱可以消除所关心的两原子态间跃迁的差分光频移,使得光子在原子态间的跃迁频率与自由空间相同,对于提高实验重复率、减弱原子的退相干具有重要意义,使其在冷原子物理、... 在对经激光预冷却的原子进行俘获的光学偶极阱中,魔术波长光学偶极阱可以消除所关心的两原子态间跃迁的差分光频移,使得光子在原子态间的跃迁频率与自由空间相同,对于提高实验重复率、减弱原子的退相干具有重要意义,使其在冷原子物理、量子光学、精密测量等领域已成为越来越重要的技术手段.本文基于多能级模型理论计算了耦合铯原子D2线的6S_(1/2)基态和6P_(3/2)激发态对光阱激光波长(800-1000 nm)依赖的动态电极化率,得到了俘获基态和激发态的光阱激光的魔术波长.由于角动量大于0.5的原子态的极化率对极化角非常敏感,本文以线偏振光阱激光为例,讨论并分析了魔术波长与相应的魔术极化率对极化角的依赖关系,得到了魔术极化角为54.7°以及该角度下的魔术波长分别为886.4315 nm与934.0641 nm,进一步分析了这两种情况下魔术条件的鲁棒性与实验操作的可行性. 展开更多
关键词 铯原子D2线 动态极化率 魔术波长光阱 极化角
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基于微米空心波导的单粒子高效探测
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作者 张鹏飞 李刚 张天才 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期177-182,共6页
提出一种用于高效率收集单粒子荧光的锥形空心波导探针。在理论上采用数值模拟得到了锥形空心波导探针对单粒子荧光的收集效率。通过优化探针几何尺寸可得,单粒子为径向偏振时探针对单粒子荧光的收集效率最高为25.3%,普遍高于利用高数... 提出一种用于高效率收集单粒子荧光的锥形空心波导探针。在理论上采用数值模拟得到了锥形空心波导探针对单粒子荧光的收集效率。通过优化探针几何尺寸可得,单粒子为径向偏振时探针对单粒子荧光的收集效率最高为25.3%,普遍高于利用高数值孔径透镜的传统方法。综合发光粒子不同方向的偏振后可知,探针的平均收集效率可达21.7%,最优工作距离为0.75μm。此外,探针对单个粒子荧光的收集效率和工作距离对于粒子发射光的波长不敏感,故此探针可以用于对具有不同波长的各类粒子和宽谱发光粒子的高效率探测。此探针直径为微米量级,易于与其他微纳结构结合。此探针可用于单原子、单分子、量子点、金刚石色心等粒子的高效率探测,并有望进一步用于化学、生物微小发光体等的探测。 展开更多
关键词 量子光学 单粒子探测 空心波导 光与原子相互作用
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