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摘要：中性原子的激光冷却与囚禁是原子物理学中一个崭新的研究领域,因其具有深远的物理和广阔的应用前景而引起了物理学家的关注。本学位论文围绕Rb原子的激光冷却与囚禁,报道了以下几个的工作:综述了激光冷却与囚禁原子、分子的研究历史及发展,介绍了国内外的研究现状和最新成果,展望了原子的激光冷却与囚禁技术的应用前景。叙述了激光冷却与囚禁中性原子的原理,介绍了一些激光冷却与囚禁中性原子的常用实验方法,介绍了磁光阱的工作原理和实验方案。建立了一套激光囚禁Rb原子的实验装置,描述了Rb气室、Rb样品源、磁场线圈的制作和高真空条件下样品的装载方法。叙述了实验中光学系统、激光器系统的组成和信号监视的手段。在熟悉光栅外腔稳频二极管激光器的性能的基础上,制作了温度控制和稳频反馈电路,用无多谱勒饱和吸收光谱的方法实现了二极管激光器的稳频,使激光器的线宽小于1MHz,同时用声光调制的办法实现了激光的频率红移,解决了激光冷却与囚禁原子中的一个关键问题。介绍了Rb原子饱和吸收光谱的和激光器的稳频、移频的。实现了Rb原子的激光冷却与囚禁。用CCD观察到了Rb原子激光囚禁的稳定信号,了几种不同条件下Rb原子激光囚禁的照片,初步研究了囚禁信号对激光频率、磁场梯度和真空度等实验条件的依赖关系。已基本完成实验装置的改进,了后续工作设想,计划在改进后的实验装置上开展激光囚禁原子的高分辨率光谱的研究。关键词：
内容提要2-3
Abstract3-6
章 原子分子的激光冷却与囚禁6-31
节 引言6-7
节 中性原子的激光冷却7-11
节 中性原子的激光囚禁11-13
节 离子的囚禁与激光冷却13-14
第五节 分子的激光冷却与囚禁14-16
第六节 玻色–爱因斯坦凝聚16-21
第七节 原子光学与原子激光21-25
第八节 超冷离子与量子逻辑门25-28
第九节 冷原子高分辨光谱与量子混沌观察28
第十节 展望28-31
章 中性原子激光冷却与囚禁的原理及实验方法31-45
节 激光冷却原子的物理图象31-33
节 光辐射对原子的作用力33-36
节 光学粘胶36
节 受激光学粘胶36-38
第五节 多普勒冷却极限38
第六节 亚多普勒冷却38-39
第七节 亚反冲冷却39-41
第八节 偶极力阱41
第九节 磁光阱(MOT)41-42
第十节 偶极-散射力阱42-45
章 Rb原子激光冷却与囚禁的原理及实验技术45-54
节 磁光阱原理45-46
节 R b 原子的激光冷却与囚禁46-48
节 饱和吸收光谱与激光的稳频48-51
节 声光调制与激光的移频51-54
章 实验装置54-65
节 真空系统54-57
节 激光器系统57-59
节 激光器的稳频移频系统59-62
节 光学器件62
第五节 磁场线圈62-63
第六节 信号监视装置63-64
第七节 实验装置总布局64-65
第五章 Rb原子激光冷却与囚禁的实现65-78
节 二极管激光器的调试65-67
节 光路的调节67-69
节 激光的稳频移频69-72
节 Rb原子激光囚禁信号的观察72-78
第六章 激光囚禁原子的后续工作及设想78-83
节 激光囚禁Rb原子参数的测量78-79
节 实验装置的改进79
节 激光囚禁原子的高分辨率光谱79-81
节 激光囚禁原子的外场效应81-83
小结83-84