采用半高斯光束的重力光學(xué)表面勢(shì)阱及其強(qiáng)度梯度冷卻.pdf

1、本文簡(jiǎn)單介紹了中性原子的激光冷卻與囚禁，主要介紹了中性原子的強(qiáng)度梯度冷卻和實(shí)現(xiàn)冷原子囚禁的藍(lán)失諧光學(xué)勢(shì)阱，并介紹了光學(xué)原子反射鏡的基本原理和兩種光學(xué)原子反射鏡的方案，即消逝波原子反射鏡和半高斯光束原子反射鏡。同時(shí)還介紹了原子干涉儀的基本原理、及兩大類型的原子干涉儀：德布羅意原子干涉儀和內(nèi)態(tài)原子干涉儀的幾種實(shí)驗(yàn)方案以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 本文提出了一種新穎的重力光學(xué)表面光阱的新方案，它采用的聚焦半高斯光束反射鏡具有消逝波強(qiáng)度梯度力高的優(yōu)點(diǎn)

2、，同時(shí)克服了消逝波的范德瓦兒斯吸引勢(shì)的弊端，同時(shí)具有很高的光學(xué)勢(shì)。根據(jù)衍射理論，本研究計(jì)算了聚焦半高斯光束反射鏡在x方向的相對(duì)強(qiáng)度分布，給出了相對(duì)衍射光強(qiáng)與高斯光束光腰的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)強(qiáng)度梯度與光腰幾乎沒(méi)有什么關(guān)系。為了計(jì)算聚焦的半高斯光束光場(chǎng)反射原子的光學(xué)勢(shì)、偶極力以及后面對(duì)原子冷卻結(jié)果的模擬，本研究擬合了反射鏡表面附近絕對(duì)光強(qiáng)分布。分析了原子在這種原子反射鏡構(gòu)成的重力光學(xué)表面光阱中的冷卻原理，給出了理論計(jì)算結(jié)果，同時(shí)采用Monte-Ca

3、rlo方法模擬了原子最終的平衡動(dòng)量(即冷卻溫度)。給出了在重力光學(xué)表面光阱中原子云的高度以及水平位置隨時(shí)間的演化。為了研究原子的最終平衡動(dòng)量與激光功率P、激光失諧δ以及MOT高度的關(guān)系，本研究進(jìn)行了詳細(xì)的Monte-Carlo，給出了原子平衡動(dòng)量隨P和δ的演化關(guān)系。當(dāng)y方向上的束腰與高斯光束的束腰相同時(shí)，橢圓高斯光束的橫截面積較小，所以，在相同的入射功率下，半橢圓高斯光束的絕對(duì)光強(qiáng)以及光學(xué)勢(shì)和強(qiáng)度梯度力都要高于半高斯光束的。因此，本研究