冷原子、冷分子光学导引与囚禁新方案的研究

【摘要】： 自从1975年Hansch等人提出了激光冷却中性原子的物理思想以来,激光冷却、囚禁与操控中性原子的理论和实验得到了飞速的发展,并取得了丰硕的成果,从而开创了原子分子光学这一个全新的研究领域。本文介绍了冷原子、冷分子激光导引和囚禁的基本原理以及最新发展,接着介绍了阵列光阱的发展历史,并着重介绍包括扫描式激光光阱列阵、采用衍射元件实现的光阱列阵、垂直腔面发射激光器以及光纤束产生阵列等几种实验方法。 我们提出了一种采用单缝衍射实现中性冷原子或冷分子光波导引的方案。我们首先根据瑞利-索莫菲及菲涅耳标量衍射理论计算了单缝衍射屏后轴向以及对应极大值处的横向光强分布。为了改善红失谐高斯光导引,我们提出了使用二元位相板和单缝结合的光学系统新方案。我们计算得到随着调制位相的变化,光导管中心的轴向位置、最大光强、光学势和导引宽度等都发生了变化。我们计算了当调制位相为π时,衍射后横向的光场分布,并对导引I_2分子的可行性进行了分析。最后我们讨论了该方案在冷原子或冷分子导引的方面以及研制全光型集成原子分子光学器件等方面的潜在应用。 我们研究了一种采用反射式液晶空间光调制器实现光阱列阵的方法,并研究了计算全息产生光阱的方案,对空间光调制器的基本知识做了简单介绍。实验中我们采用德国holoeye公司生产的LC-R 2500型反射式液晶空间光调制器实现了对光束整形,得到了诸如圆形点阵列、十字图形的等光场分布图。