87rb和40k玻色費米混合氣體量子簡并的光阱實現(xiàn)

1、山西大學2 0 12 屆碩士學位論文8 7 R b 和4 0 K 玻色費米混合氣體量子簡并的光阱實現(xiàn)作者姓名指導教師學科專業(yè)研究方向培養(yǎng)單位學習年限柴世杰張靖教授光學超冷玻色．費米混合氣體量子光學與光量子器件國家重點實驗室光電研究所2 0 0 9 年9 月至2 0 1 2 年6 月二。一二年六月摘要中文摘要㈣㈣㈣㈥洲I Y 2 6 7 9 2 2 5 —-玻色．愛因斯坦凝聚( B o s e ．E i n s t e i nc o n

2、d e n s a t e 簡寫做B E C ) 和簡并費米氣體( D e g e n e r a t e F e r m i G a s 簡寫做D F G ) 是超冷原子物理和凝聚態(tài)實驗中的重要介質，是研究凝聚態(tài)物理性質的重要平臺，我們可以利用B E C 和D F G 模擬各種新奇的量子現(xiàn)象，因此通過實驗方法獲得B E C 和D F G 就顯得至關重要。一開始，人們是在消除了零點的磁阱中利用射頻或微波蒸發(fā)的方法來獲得原子團的凝聚體，然

3、而這種方法有很多弊端：諸如實驗條件苛刻，所需儀器設備數(shù)量多，儀器設備組裝復雜，另外由于線圈電流的微弱起伏造成的磁阱噪聲很難控制，磁阱的抖動又將嚴重影響凝聚體的壽命，因此我們想到用光學偶極力阱來對原子進行蒸發(fā)冷卻，獲得原子團的凝聚體，且利用光阱獲得原子的量子簡并有很多便利和優(yōu)點，我們將在第二章詳細說明。本論文是在磁阱射頻蒸發(fā)冷卻8 7 R b 原子和4 哏原子達到量子簡并的基礎上，通過搭建一套1 0 6 4a m 遠紅失諧的激光交叉偶極力

4、阱，成功地實現(xiàn)了預冷卻原子團的再俘獲，然后又通過可控絕熱減弱光強的方法，降低光阱的深度，將熱原子蒸發(fā)出阱外，剩余的原子通過彈性碰撞重新達到熱平衡，達到更低溫度，最終形成了8 7 R b原子的玻色．愛因斯坦凝聚，并利用協(xié)同冷卻的方法使得4 0 K 原子同時達到量子簡并區(qū)域?；诖?，本論文詳細介紹了光學偶極力阱的理論知識，對偶極光與堿金屬的D 1線和D 2 線的偶極相互作用和散射作用做了詳細的計算和推導，并在理論上和實驗上分別計算并測量了1

5、 0 6 4n r n 的偶極光阱對盯I №原子和4 吣原子的束縛頻率。此外，本論文重點描述了構成交叉偶極光勢阱的實驗裝置，以及穩(wěn)定光束指向性和實現(xiàn)光強連續(xù)性的光學調節(jié)手段和電子反饋技術，并且還隨之簡要介紹了原子團的大范圍轉移操作和基于光阱B E C 和D F G 之上的一系列后續(xù)試驗，如：F e s h b a c h 共振、人造規(guī)范勢等。關鍵詞：玻色．費米混合氣體的量子簡并；紅外光學偶極力阱；光強反饋系統(tǒng)；F e s h b a c