【摘要】：光晶格與冷原子的結(jié)合給冷原子領(lǐng)域提供了豐富的量子現(xiàn)象。與固體晶格相比光晶格系統(tǒng)純凈,調(diào)節(jié)激光束的波長(zhǎng)就能實(shí)現(xiàn)對(duì)晶格常數(shù)的控制;相應(yīng)的,控制光強(qiáng)可以改變勢(shì)阱深度。而通過原子與光腔的反饋,便能實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的非直接探測(cè)。因此,利用它可以對(duì)一些不易觀察到的物理現(xiàn)象,如原子的布洛赫振蕩等進(jìn)行研究;同時(shí)為量子精密測(cè)量提供了有效有段。整個(gè)系統(tǒng)的構(gòu)成為:無(wú)相互作用的玻色-愛因斯坦凝聚體囚禁在法布里-珀羅腔中。兩束頻率不同的駐波場(chǎng)在腔中相干疊加從而為原子構(gòu)成了一個(gè)準(zhǔn)周期性光晶格。兩束駐波中其中一個(gè)腔模相對(duì)較強(qiáng),為主晶格,強(qiáng)度不受原子的動(dòng)力學(xué)調(diào)制從而保持恒定;另一個(gè)則相對(duì)較弱,為副晶格,受到原子態(tài)變化調(diào)制,并通過腔場(chǎng)透射光的相位和振幅體現(xiàn)出來(lái),因此稱為探測(cè)光。原子自身重力提供恒定外力。通過對(duì)原子與光腔耦合方程的數(shù)值模擬和計(jì)算,可以獲得系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特征。在對(duì)耦合方程的處理過程中,主要用到絕熱近似、劈裂算符法、Bloch波方法。系統(tǒng)中原子自身重力提供恒定外力。勢(shì)阱為周期性光晶格時(shí),原子在坐標(biāo)空間和動(dòng)量空間做周期性振蕩,其振蕩周期為Bloch周期,大小與外力F和晶格周期d有關(guān),腔模亦隨Bloch周期而變化;而在前段所述準(zhǔn)周期性晶格中,原子在坐標(biāo)空間和動(dòng)量空間的周期性振蕩以腔模的周期性變化被擾亂,呈現(xiàn)周期內(nèi)的變動(dòng)。其擾亂程度與晶格參數(shù)有關(guān)。透射光與腔模之間的關(guān)系,使得僅僅對(duì)透射光進(jìn)行測(cè)量而不對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行干擾便能實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的探測(cè),為高精細(xì)測(cè)量領(lǐng)域提供了新的思路和手段;準(zhǔn)周期晶格的使用,也為研究不完美晶格和非線性光學(xué)性質(zhì)奠定了基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O469
【圖文】：

圖 2.1：光晶格囚禁原子的兩種情形。紅線（點(diǎn)劃線）與藍(lán)線（虛線）分別代表紅失諧與藍(lán)失諧的情況。在偶極力的作用下，原子在紅失諧時(shí)向光場(chǎng)的光場(chǎng)強(qiáng)度最強(qiáng)（波峰）運(yùn)動(dòng)；在藍(lán)失諧時(shí)向光場(chǎng)的光場(chǎng)強(qiáng)度最弱（波谷）運(yùn)動(dòng)。散射力的產(chǎn)生則是由于，當(dāng)運(yùn)動(dòng)的原子受到相向而來(lái)的光子撞擊，會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)方向上的動(dòng)量損耗；而其吸收光場(chǎng)中的光子，既而發(fā)生自發(fā)輻射所改變的動(dòng)量卻是向各個(gè)方向。因而在這個(gè)過程中，原子與光場(chǎng)的相互作用最終造成了原子動(dòng)量的減小，這意味著原子運(yùn)動(dòng)速度的降低，以及原子團(tuán)溫度的降低。這也是用光晶格反沖冷卻原子的機(jī)理。

由同一平面內(nèi)三束波矢間夾角為120度的線偏光所形成的六方晶格

華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文三維光晶格的產(chǎn)生則相對(duì)復(fù)雜，所形成的晶格也結(jié)構(gòu)各異。固體晶格的幾種型基本上都能由激光束的干涉和疊加而形成。例如三束激光所形成的二維光晶的基礎(chǔ)上，再在 z 方向加一個(gè)圓偏振光，其中每?jī)墒す庵g的夾角均為 12。這樣便形成了類似固體晶格的體心立方結(jié)構(gòu)。Hansch 小組也對(duì)三維光晶格的生做了嘗試。他們?cè)诙S光晶格的基礎(chǔ)，又在垂直于平面的方向上多加了一束波場(chǎng)。只是在這種情況下，不僅要滿足原平面（x-y 平面）內(nèi)的兩束駐波場(chǎng)保 / 2的相位差，z 方向與 x 方向的相位差也在很大程度上影響晶格性質(zhì)。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 王同標(biāo);劉念華;于天寶;鄧新華;徐旭明;廖清華;;Electromagnetic Bloch oscillation in one-dimensional multiple microcavities composed of metamaterials[J];Chinese Physics B;2014年04期

本文編號(hào)：2794433