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量子纠缠实验中激光线宽测量与磁光阱系统研制

周武  
【摘要】: 本文的目的是要建立一套用于量子纠缠实验研究的Rb磁光阱系统。首先,本文从理论和实验上研究了实验用半导体激光器的线宽及其测量方法,研究结果已经发表在物理快报A (Physics Letters A)上[1]。 其次,本文全面描述了Rb磁光阱的理论和实验,并在此基础上进一步讨论了基于冷原子实验系统实现量子纠缠的可能性。从理论上详细推导了激光冷却和原子囚禁的基本理论公式,分析和总结了中性原子的磁场囚禁技术。 实验装置上,设计和实现了超高真空系统,使得用于囚禁中性Rb原子的真空汽室达到2×10~(-9)mbar的真空度。建立了激光冷却和囚禁原子用的激光系统和磁场系统。其中包括780nm半导体激光器的线上和线外稳频技术,以及冷却光和反抽运光的频率控制技术。在原子释放机制方面,使用全新的dispenser技术,旨在达到更高的真空度和更精确原子数的控制。探测系统采用CCD相机进行方便快捷的探测、监视。 在本文最后部分,介绍了国际最新的研究方向――单原子囚禁原理和技术以及量子纠缠的产生、检测和演化实验。


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