采用半高斯光束的重力光學(xué)表面勢阱及其強度梯度冷卻.pdf

1、本文簡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度梯度冷卻和實現(xiàn)冷原子囚禁的藍(lán)失諧光學(xué)勢阱，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驗方案以及實驗結(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度梯度力高的優(yōu)點

2、，同時克服了消逝波的范德瓦兒斯吸引勢的弊端，同時具有很高的光學(xué)勢。根據(jù)衍射理論，本研究計算了聚焦半高斯光束反射鏡在x方向的相對強度分布，給出了相對衍射光強與高斯光束光腰的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)強度梯度與光腰幾乎沒有什么關(guān)系。為了計算聚焦的半高斯光束光場反射原子的光學(xué)勢、偶極力以及后面對原子冷卻結(jié)果的模擬，本研究擬合了反射鏡表面附近絕對光強分布。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，給出了理論計算結(jié)果，同時采用Monte-Ca

3、rlo方法模擬了原子最終的平衡動量(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間的演化。為了研究原子的最終平衡動量與激光功率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，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光強以及光學(xué)勢和強度梯度力都要高于半高斯光束的。因此，本研究