一、用于BEC的Rb原子饱和吸收稳频半导体激光器系统（论文文献综述）
魏珊珊[1]（2020）在《1.5 μm高功率窄线宽光纤激光MOPA关键技术研究》文中认为高功率窄线宽线偏振单频光纤激光器的结构紧凑、稳定性好、易操作免维护,在激光雷达、引力波探测、空间光通信、非线性变频等领域有重要的应用。特别是1.5μm波段kHz线宽的单频激光,使用非线性晶体将其倍频到780 nm,并采用铷原子吸收线进行稳频,可获得长期频率稳定的铷原子操作激光,在基于原子的精密测量领域具有重要价值。再加上其特有的人眼安全、光纤传输损耗低、大气透过率高等优势,近年来得到人们的广泛关注。采用主振荡功率放大（MOPA）技术是获得这种激光源的重要途径。本论文围绕1.5μm波段高功率窄线宽的MOPA结构单频光纤激光器开展研究,具体工作内容包括:第一,基于速率方程和传输方程构建了铒镱共掺双包层光纤（EY-DCF）放大器的理论模型,指明了高功率泵浦下反向传输的Yb-ASE是限制其功率提升的主要原因。提出并演示了一种基于双波长辅助信号注入技术的包层泵浦的EY-DCF放大器方案。实验结果表明,通过使用波长为1030nm和1040 nm的辅助信号,可大幅缓解单一波长信号注入时因EY-DCF非均匀增益加宽效应,对抑制反向Yb-ASE中潜在自激谱峰的制约,既可以增大放大过程中允许的最大泵浦光功率,又可在增益光纤末端发挥其辅助泵浦作用,使得信号光的净输出功率达到13.8 W。第二,基于实验室自制的1560 nm单频窄线宽DBR型光纤激光器,使用波导型周期极化铌酸锂（PPLN）晶体,在30 mW的1560 nm基频光功率下获得2.8 mW的倍频光输出,通过使用饱和吸收光谱稳频技术将获得的780 nm激光锁定到铷原子超精细跃迁谱线上,获得了绝对频率的激光输出,并将1560 nm激光器的频率波动在长时间内稳定在±150 kHz以内。第三,将自制的1560nm单频低噪声DBR光纤激光器经铷原子吸收线稳频后作为种子源,通过合理设计放大器结构,优化光纤熔接参数,最终使用两级单模光纤放大器和两级双包层铒镱共掺光纤放大器,得到了高功率、窄线宽、线偏振、基横模输出的1560nm激光光源。使用块状PPLN晶体倍频可获得频率稳定的输出功率高达2.25 W的780 nm激光。第四,通过合理的机械结构设计以及光纤热管理措施,将1560 nm高功率窄线宽的MOPA型光纤激光光源集成封装在4 U的标准机箱内,外置倍频模块,可获得780 nm操作激光。结合边带锁定的饱和吸收光谱稳频技术,可以在1.2 GHz的调谐范围内精确调谐780 nm激光的频率,最终在一台激光器上可以同时获得冷却光、再泵浦光及原子干涉相干操作激光。以上研究结果对发展高功率、窄线宽、频率稳定的全光纤MOPA激光器,以满足非线性变频、原子精密测量、引力波探测、激光雷达等应用需求具有重要参考价值。
周超[2]（2020）在《用于等效原理检验的原子干涉仪激光系统研究》文中认为等效原理是广义相对论的基本假设之一,而弱等效原理则是等效原理的重要组成部分。对弱等效原理的高精度检验是探索新的物理理论和探寻新相互作用力的重要途径。作为一个快速发展的高精度测量工具,原子干涉仪在惯性物理量测量、基本物理常数测量以及基本物理原理检验等方面有着重要的应用。原子干涉仪是通过激光来实现对原子的精密操控的,激光系统在原子干涉仪中有举足轻重的地位。围绕弱等效原理检验η～10-10这一精度目标,针对实验系统中激光相干性、利用效率、工作长期稳定性等问题,本文对原子干涉仪的激光系统进行了一系列的改进工作,所取得的创新性研究成果如下:1、提出了一种用于频谱检测的铷原子蒸气吸收池系统,该系统可以检测常规检测技术如激光拍频法、法布里-珀罗（F-P）腔系统和光谱仪等无法定量测量的激光自发辐射成分。利用该吸收池系统对实验室所用的不同激光光源进行了检测,并优化了它们的工作条件,从而提高了激光系统输出激光的光学质量,提升了原子的相干性。2、提出了一种单程双程锥形激光放大器时分复用技术,使激光在双程工作模式下的功率放大倍数提升了 50倍以上。该技术有效提高了弱等效原理检验实验中激光的利用效率。3、提出了一种高效的多程声光移频技术,首次在国际上实现了移频范围达到5GHz的声光移频技术,该技术移频范围覆盖了双组分原子干涉仪所需的所有激光频率,并实现了 800MHz以上的大范围、窄线宽激光频率扫描。利用调制转移谱、多程声光移频技术以及拍频锁相技术,保证了激光系统的频率长期稳定性。上述的激光技术对提高85Rb-87Rb双组分原子干涉仪弱等效原理检验精度起到了重要的作用,结合系统的其他方面改进,等效原理检验实验的测量分辨率由2015年的8×10-9提高到～1×10-10,进行系统误差评定后,等效原理检验给出的Eotvos参数的值为η=（-4.4±6.7）×10-1,这一结果目前处于国际上同类实验研究的领先水平。
高超[3]（2019）在《Na、Rb原子BEC激光系统的优化与改进》文中研究指明在凝聚态物理中,光与物质相互作用性质的探究是一个重要的研究领域。在nK量级的温度下,稀薄碱金属原子气体会出现玻色爱因斯坦凝聚（BEC）、费米简并等宏观的凝聚现象。玻色爱因斯坦凝聚（BEC）为凝聚态物理提供了更为理想的实验平台,在玻色爱因斯坦凝聚（BEC）的基础上可以做量子相变、光与物质相互作用等基础物理问题的研究。但实现BEC却需要多个实验环节和学科的紧密结合,其中包括;超高真空系统、激光冷却系统、磁光阱及磁场控制电路、快速精确的时序控制等模块的联合,因此任何一个实验模块的成功和稳定都是实现BEC不可或缺的一环也是一项对技术的挑战。本文首先回顾BEC的研究历史和实现BEC所需要的具体步骤和相关原理,其次介绍本人在中科院物理研究所Q01小组对钠原子（23Na）BEC实验平台装置和铷原子(87 Rb)BEC平台的的激光系统的稳定与锁频的相关研究。我们设计和改进了光电探测器（PD）与锁相放大电路,成功消除了两个电路间产生的杂散信号和震荡,得到稳定且带宽小于1MHz的单模激光,成功实现原子在超精细能级结构间的定向原子态跃迁。改进后的激光系统具有很好的抗干扰能力,试验台的机械振动和实验室内的声波振动与温度变化都不会导致激光器脱锁,使激光器的锁频时间稳定在三个小时以上。其次我们使用两台廉价的从激光器成功将5mw和0.5mw的两束的种子光放大百毫瓦级别,不仅大大减少了实验成本还使得后期做抓捕原子时可以抓捕到更多的原子。并最终使用稳定的激光冷却系统,在MOT中抓捕到了1.4E10原子数的钠原子黏团。实验中的具体工作有半导体激光器的调节、激光移频光路的调节和改进、原子饱和吸收谱的测量,toptica激光器的锁频模块的改进、声光调制器对激光的移频,光路调节过程中遇到的问题与处理方法,主从激光的注入锁定技术。
龙金宝[4]（2019）在《基于原子干涉的可搬运重力仪的研制》文中提出本论文主要讲述我们的可搬运小型化原子重力仪的研制过程。原子重力仪包含探头系统和控制机柜系统两部分。本论文详细描述了大平台测试版重力仪探头系统和三代小型化重力仪探头系统的搭建过程。通过不断的改进重力仪探头系统中的真空腔系统,磁场线圈系统,磁屏蔽系统,激光扩束系统和荧光探测系统等子系统的结构设计,最终搭建出一款性能良好,尺寸小巧,易于搬运的重力仪探头。激光光路系统方面,通过不断优化光路结构和激光的频率设计以及激光锁频方案,最终将大平台激光系统由最初的五激光器方案优化到三激光器方案。通过开发出磁场改进型调制转移光谱技术,设计独特的激光移频方案和优化拉曼锁相环的结构,重力仪的激光系统最终被简化为两激光器方案。在此基础上,我们开发出了两代正式可用的小型化激光光路系统。本文介绍了前后两代可搬运重力仪控制机柜系统的搭建过程。通过搭建第一代可搬运重力仪控制机柜系统,重力仪控制机柜的系统构成和进一步小型化的方向得以明确。在此基础上,本文将重力仪控制机柜系统分成若干个子系统,通过优化子系统的结构设计,我们搭建了第二代可搬运重力仪控制机柜系统。第二代控制机柜的尺寸为:680mm*560mm*720mm,基本达到了商用可搬运原子重力仪控制机柜的尺寸要求。本论文还介绍了原子重力仪探头系统和控制机柜系统组合调试测g值的详细过程。并介绍了我们在北京中国计量科学研究院前后两次的重力仪比对测试结果。第一次为2017年的国际重力仪（ICAG2017）比对,参加比对的是第二代小型化重力仪探头系统和第一代小型化重力仪控制机柜系统,通过这次比对验证了装置具有很好的测量灵敏度,最好可以优于30μGal/（?）。第二次比对为2019年1月在计量院重力精测实验室进行的比对实验。参加比对的是两套第二代小型化重力仪控制机柜系统,搭配的探头是第二和第三代小型化重力仪探头各一套。在这次实验中,我们进行了详细的系统误差分析工作,取得了较好的测量结果。在两次比对实验中,小型化重力仪都是通过普通汽车从科大上海研究院运输到北京计量院昌平区重力比对点进行比对实验的。运到比对点后,经过一个多小时的简单恢复即可进行g值测量工作,由此验证了我们的重力仪具有很好的可搬运性和稳定性。
乔畅[5]（2019）在《超冷锶原子里德堡气体的制备及对该体系中里德堡相互作用效应的首次观测》文中认为本篇博士论文涵盖记录了作者在超冷锶原子里德堡气体方面的科研工作和科学成果,主要从两个方面——实验仪器的搭建与测试和实验研究的设计与完成——展开较为细致的讨论。通过激光冷却得到超冷锶原子涉及到很多相关技术细节的把握。其中,比较重要的是实现689 nm激光的高质量激光稳频。该激光不仅应用于锶原子689 nm窄线宽磁光阱的激光冷却中,也在双光子激发里德堡态的实验中发挥作用。基于Pound-Drever-Hall方案的稳频环路成功将激光频率锁定在超稳腔基模共振峰上。论文中对锁定环路的检测和对激光频率稳定性的定标做了系统的记述。指出锁定后的激光线宽和长程频率漂移均在几kHz范围以内。在激光冷却锶原子过程中,制备得到超冷原子的窄线宽磁光阱以689 nm超稳激光为依托进行设计和搭建。结合超快四极矩磁场梯度控制系统,实现从461 nm宽线宽磁光阱向689 nm窄线宽磁光阱高效率的装载。经过689 nm磁光阱冷却,原子温度被冷却到1.3μK左右,原子密度最高达到1 × 1011/cm3,原子数目最高达到1 ×107。论文中结合辐射力的性质对689 nm磁光阱冷却机制展开讨论,对测量得到的不同冷却光参数下原子团的变化给出理论解释。在里德堡态激发实验中,利用689 nm激光和318 nm激光,将经窄线宽磁光阱冷却得到的超冷锶原子气体从基态经过双光子过程激发到三重里德堡态,得到超冷锶原子里德堡气体。其中,采用基于电磁诱导透明的双光子过程,将原子激发到里德堡态5s24s3S1,测量得到不同激发时间下的基态原子数损失。结合推导得到的理论解析表达式对实验数据进行拟合,给出包括里德堡态寿命在内的相关参数估计。在采用中间态大失谐的拉曼激发实验中,两束激发光通过连续短脉冲形式作用在超冷原子团上。通过对比激发较低和较高里德堡态的测量结果,首次较为清晰地在锶原子体系中观测到由三重态里德堡相互作用引起的特殊效应。在较低里德堡态（5s23s3S1）的激发中,基态剩余原子与激发脉冲个数间的关系曲线较好地满足了无原子间相互作用时的理论解释。而在激发相对较高里德堡态（5s35s3S1和5s40s3S1）的过程中,基态剩余原子与激发脉冲个数的关系曲线与较低里德堡态的测量结果产生明显偏差,该关系曲线也体现出对不同初始原子密度的依赖。单脉冲激发损失率随原子密度升高而明显降低,体现出里德堡阻断效应。在对实验结果给出的理论解释中,通过对双原子模型引入原子间里德堡相互作用,给出对激发损失率上限的理论模拟;通过对传统强相互作用超原子模型引入里德堡态的损失通道,给出对激发损失率下限的理论模拟。本工作通过实验测量和理论分析,在一定程度上对相互作用锶原子里德堡气体进行了综合性研究,为该体系进一步在量子模拟领域的拓展打下基础。
杨广玉[6]（2018）在《87Rb玻色爱因斯坦凝聚体中电磁诱导透明和电磁诱导吸收的实验研究》文中提出量子相干效应在原子物理学领域中产生了许多新奇的物理现象,本文着重研究其中的基于原子相消干涉的电磁诱导透明以及基于原子相长干涉的电磁诱导吸收。新颖之处在于我们以玻色爱因斯坦凝聚体（BEC）作为光与原子相互作用的介质材料。BEC是一种奇特的物质状态,有着诸多区别于常规物质状态的优点,可以人为的控制原子间相互作用,束缚势构造,不同自旋组份以及原子的数目等。许多有趣的物理课题,如光晶格、拓扑绝缘体、超流超导问题等都可以在以超冷原子作为量子模拟的平台上展开研究。本论文阐述玻色子87Rb原子在光学偶极阱中蒸发冷却实现玻色爱因斯坦凝聚的超冷原子系统上展开光与原子相互作用的研究。首先介绍了87Rb原子的能级结构,包括原子的精细结构、超精细结构、以及原子在磁场中的塞曼效应。在此基础上,谈论了原子在光场中受到的两种类型的作用力-由原子吸收光子跃迁产生的散射力和在不均匀光场中失谐光对原子的偶极力。然后引入了用于激光冷却和俘获原子的磁光阱设计,实验中用于囚禁预冷却原子的磁阱概念,说明了四级阱向四级组合Ioffe的转换和大功率远失谐绿光在磁阱中对磁场零点的堵塞对原子囚禁的影响,并建立了EIT和EIA的理论模型,在数学软件中得到了密度矩阵的相干项与双光子失谐的函数图像,然后改变参数,对线型进行了理论分析。其次,论文对87Rb的玻色爱因斯坦凝聚体实验制备过程中主要系统进行了描述。在激光冷却和俘获原子时,最终选择了现在的二维-三维的两级磁光阱系统,针对原子冷却时需要的不同频率的激光,简单介绍了实验中的激光系统,并对饱和吸收稳频技术做了详细的解释。在实现87Rb原子的磁阱装载时,我们采用大功率的远失谐绿光堵塞了磁场零点,避免了磁场零点处原子的马约拉纳损耗。热原子在磁阱中进行射频蒸发由低场趋近态翻转成高场趋近态逃逸出磁阱的束缚,使原子的数目和温度进一步降低。最后实验上构建了两束大功率远失谐的光学偶极阱进一步囚禁原子,通过反馈电路由主计算机系统控制光学偶极阱的阱深,对原子进行最后的蒸发冷却,得到了满足实验要求的87Rb玻色爱因斯坦凝聚体。最后,在87Rb原子D1线上选择典型的Λ型三能级作为电磁诱导透明和电磁诱导吸收的研究模型。结合饱和吸收稳频技术和光学锁相环技术在实验上实现了耦合场和探测场的构建。通过扫描探测光的频率,绘制了双光子失谐和剩余原子数目的谱线,在实验上观察到了原子的电磁诱导透明和电磁诱导吸收。
魏春华[7]（2018）在《87Rb原子玻色-爱因斯坦凝聚态的制备与加速度测量技术研究》文中研究指明高精度加速度计是惯性导航的核心传感器件,在基础理论研究、国家重大工程和国防基础设施建设中发挥重要的作用,基于冷原子干涉的高精度加速度测量技术发展迅速,展现出了广阔的应用前景。本文以冷原子干涉技术在惯性测量中的应用为目标,将玻色-爱因斯坦凝聚态的快速制备与原子干涉相结合,研制了一套基于光学波导的冷原子干涉加速度测量系统,并对系统进行了较为详尽的理论分析和实验研究。论文主要创新性工作总结如下:1.提出了一种基于光学波导的加速度测量方法。基于布拉格衍射型Mach-Zehnder冷原子干涉仪的惯性测量原理,优化设计了加速度测量系统的真空、电子学、光学等模块。自主研制了外腔半导体激光器,激光器线宽优于100kHz,输出功率约70mW,连续不跳模范围大于20GHz。经过磁光阱、偏振梯度冷却和蒸发冷却等过程后,制备出106个温度为50nK的纯玻色-爱因斯坦凝聚态原子团,随后将超冷原子团绝热的装载进入线性光学波导,通过施加波导轴向的三束π2-π-π2脉冲,实现干涉加速度测量。在T（28）1ms的情况下,系统获得的最高加速度灵敏度约为10-3m/s2。2.提出了一种基于二维光学晶格的87Rb原子拉曼边带冷却方法。研究了拉曼边带冷却的工作原理,设计了基于87Rb原子拉曼边带冷却的详细实验方案,通过二维光学晶格中的拉曼边带冷却,最终获得的原子团温度约为1.5μK,与偏振梯度冷却后的温度相比降低了一个数量级。该冷却方式降低温度的同时不改变原子团的空间密度,能够大幅提高相空间密度,可以用于实现全光BEC的制备,或者作为蒸发冷却的前级冷却方案,提高冷却效率。3.提出了一种基于数字鉴频鉴相器的激光锁相方案。设计了一块紧凑型、低噪声的数字光学锁相环板卡,适用于两台外腔半导体激光器之间的相位锁定。与传统光锁相环通过微波拍频降频的方式不同,本方案通过一个分频器对拍频信号进行下变频,并设计出超低相位噪声的射频发生器作为参考信号,避免了使用额外的商业微波和射频发生器。实验过程中,从激光器稳定的锁定在主激光器上,频率差在1GHz12GHz范围内可调,两台之间的拍频线宽优于1Hz,激光器频率跳变1GHz的转换时间约为10ms。4.提出了一种基于外腔半导体激光器的大失谐光晶格实验方案。详细的研究了光晶格光束的校准、频率失谐的调整以及光强输出的控制方式。在磁光阱和偏振梯度冷却的基础上,研究了光学晶格的总光强和频率失谐等参数对原子装载的影响,实现了光晶格中冷原子的绝热装载与卸载。通过光强调制的方法,测量了光晶格的振动频率。光晶格的引入,使得原子团在保持原有空间密度的同时,温度降低为原有的1/3。实验系统结构简单,仅仅通过一台普通的外腔半导体激光器和一个锥形放大器,能够实现对光晶格各项指标的灵活控制,对光晶格系统的设计具有很大的指导意义和参考价值。5.提出了一种基于全光学方式的玻色-爱因斯坦凝聚态制备方法。由于量子数F和mF与偶极势之间相互独立,光阱能够将原子限制在任何超精细能级和塞曼子能级,全光BEC能够进行更为丰富的实验研究。与此同时,全光BEC能够减少蒸发冷却过程时间,缩短BEC的制备周期,满足精密测量领域对测量频率的需求。实验过程中,省略了四极磁阱压缩和射频蒸发冷却的过程,将前级冷却后的原子团直接装载进入光偶极阱进行逃逸蒸发冷却,在3s内制备出了一团温度约为50nK、原子数目约为1?105的纯BEC。
成洪玲[8]（2017）在《窄线宽可调谐激光纵向泵浦碱金属铷蒸气激光器研究》文中进行了进一步梳理碱金属蒸气激光器是以碱金属的原子饱和蒸气为激光增益介质,采用光泵浦的泵浦方式。与其它传统的高功率激光器相比,具有其自身的突出优点和较好的综合性能。该种激光器本身具有很高的量子效率,同时兼具固体激光器和气体激光器的优点,并且激光器的输出波长接近于大气窗口,更因其激光增益介质为气体而易于流动散热。在未来高功率激光领域有着巨大的发展潜力,在军事和航空航天领域、激光加工、基础物理研究和医疗等领域具有非常好的应用前景,因此迅速地受到很多研究人员的广泛关注,成为了激光器研究领域的一个新的研究方向与热点。本文对窄线宽可调谐激光纵向泵浦碱金属铷蒸气激光器进行了理论和实验方面的研究。在理论研究方面,首先分析了碱金属原子的能级特性,针对碱金属蒸气激光器存在的问题,提出了几种解决方案,解释了缓冲气体在碱金属蒸气激光器运行中起到的碰撞加宽和能级碰撞弛豫作用。依据激光三能级速率方程,从理论上分析了缓冲气体和增益介质温度等参数对含有烃类气体和无烃类气体两种激光器系统输出性能的影响,为纵向光泵碱金属铷蒸气激光系统的实验研究提供了理论指导。其次介绍了准分子激光器的基本原理和碱金属-稀有气体准分子激光器的运转方式。根据碱金属-稀有气体准分子激光的四能级体系速率方程,计算分析了缓冲气体、增益介质的长度和工作温度等参数对Rb-Ar和Rb-Kr两种准分子激光系统输出性能的影响,为纵向光泵Rb-Ar准分子激光系统的实验研究提供理论依据。在实验研究方面,依据钛蓝宝石晶体的物理性质和光谱特性,开展了在室温下运转工作的高功率窄线宽可调谐纳秒掺钛蓝宝石激光输出实验。实验研究中采用532 nm倍频激光作为泵浦光源,在激光谐振腔内加入棱镜和双折射滤光片,对掺钛蓝宝石激光的输出中心波长进行调谐,同时压缩其线宽。实验得到的掺钛蓝宝石激光的输出波长、线宽和功率完全符合碱金属Rb蒸气激光输出实验对泵浦光源的要求。并可通过调谐棱镜和双折射滤光片,获得符合Rb-Ar准分子激光系统泵浦光源要求的输出激光。采用此掺钛蓝宝石激光系统作为泵浦光源,分别对纵向光泵碱金属铷蒸气激光系统和Rb-Ar准分子激光系统展开了实验研究。在纵向光泵碱金属铷蒸气激光系统的实验研究中,设计了可更换激光增益介质和反复充气的碱金属蒸气池,配套了缓冲气体循环充气系统。建立了纵向光泵碱金属蒸气激光输出系统。泵浦激光中心波长为780 nm,单面纵向泵浦Rb-He-methane增益介质,获得了波长为795 nm的铷激光输出。分析了造成碱金属铷激光系统输出效率较低的主要原因,提出了简要的解决方法,并且针对改进后的激光系统进行了实验研究。研究纵向光泵碱金属Rb-Ar准分子激光实验时,作为泵浦光源的掺钛蓝宝石激光的输出中心波长调谐为755 nm。在蒸气池内充入Rb-Ar混合气体,单面纵向泵浦Rb-Ar准分子,得到了波长为780 nm的激光输出。同时调谐泵浦光中心波长从754 nm到759 nm变化,测量出了Rb-Ar准分子的吸收伴峰值宽度,验证了宽带泵浦碱金属-稀有气体准分子激光输出的可行性。最后分析了造成Rb-Ar准分子激光系统输出效率非常低的主要原因,提供了解决问题的方法。
张东方[9]（2016）在《87Rb原子玻色—爱因斯坦凝聚的实现以及6Li和40K原子的激光冷却》文中研究表明玻色-爱因斯坦凝聚态和费米简并的实现是原子分子物理领域乃至整个物理界的巨大成就。人们第一次在实验上获得了一个宏观可操控的量子物体,它的实现给人们去认识和操控量子世界以巨大信心。近几年玻色费米混合气体成为人们研究的热点,它的研究为人们理解和研究高温超导、强相互作用、超冷分子和BEC-BCS渡越区等许多重要物理问题提供了一个新的路径和思路。这些物理研究的前提是实现玻色费米气体的量子简并。本论文的主要工作是为玻色费米混合气体简并的实现搭建一个实验平台。这里主要介绍目前的一些阶段性成果,这些成果主要包括我们已经实现了87Rb,40K和6Li原子的磁光阱（MOT）,并成功的利用两级MOT的构型将低真空MOTA中的87Rb原子转移到了高真空MOTB中。我们在此基础上高效率地将磁光阱中原子装载到了磁阱中,并详细地优化蒸发冷却过程,目前我们已经分别用532nm和767nm激光作为光塞在光塞四极磁阱中实现了玻色-爱因斯坦凝聚态。同时我们详细计算并提出了一套搭建各向同性光学谐振势阱的方案且正在搭建之中,这为后面我们将超冷原子装载到光阱里面奠定了基础。论文涉及的主要成果可以概括如下：第一,搭建了一个三组分玻色费米混合气体研究的实验平台,并成功实现三种原子87Rb,40K和6Li磁光阱。实验中我们直接从背景中俘获87Rb和40K原子,6Li的原子源通过2D-MOT预冷却然后利用推送光推送到MOTA中获得。我们最终俘获三者的原子数目分别为：1.5×109,4.0×108和4.0×108。第二,成功地在532nm光塞四极磁阱中实现了87Rb的玻色-爱因斯坦凝聚态。实验上我们成功地将87Rb原子由低真空腔转移到高真空腔中,通过解压缩磁光阱技术获得了亚多普勒温度（129μ.K）,并在此基础上高效率地实现了磁阱的装载（装载效率25%）,最终经过不断优化蒸发冷却过程,将原子团温度降到了100nK以下,获得了凝聚体的原子数目为1.2×105。第三,成功地在767nm光塞四极磁阱中实现了87Rb原子的玻色-爱因斯坦凝聚态。767nm激光作为光塞相比532nm激光作为光塞,优点是功率小,操作灵活,控制精度高,经过AOM之后没有光斑变形现象。最终获得的结果的信噪比要好于在532nm光塞四极磁阱中获得的结果。第四,经过理论计算提出了一套搭建各向同性光学谐振势阱的方案。我们利用三束远红失谐偶极光建立球形阱,并利用一对四极线圈消除了重力效应,最后还给出了一个详尽的实验方案。
张朝阳[10]（2018）在《稳频里德堡多波混频过程及其缀饰相位研究》文中研究表明原子光学因为激光的问世有了很大的发展,通过激光和外层电子的强耦合作用可以极大地改变原子介质的光学响应特性。本论文基于外腔式半导体激光器系统搭建了用于研究多能级铷原子系统中高阶非线性效应的实验系统,然后利用基于原子相干的电磁诱导透明和光泵浦效应研究了低激发态和高激发里德堡态高阶非线性多波混频的共存与相互作用,这种缀饰高阶多波混频在多通道全光通信、量子信息处理方面有着重要的潜在应用。首先,我们基于模拟技术设计实现外腔式半导体激光器伺服系统,适用于铷原子能级跃迁的780nm、776nm以及795nm外腔式半导体激光器。通过对外腔式半导体激光器的结构和特点进行分析,我们基于模拟电子技术提出了外腔式半导体激光器伺服系统的结构,包括电流驱动模块、温控控制模块以及用来压窄激光线宽和保证激光长期稳定的主动稳频系统。然后根据实验需要提出电流、温度以及主动稳频模块的性能指标,再根据指标要求模块提出了各个模块的具体电路设计方案,并结合实际应用情况给出了各模块详细的设计电路图;最后在硬件上对设计方案进行调试最终达到提出的性能指标。最终把各个模块组合装机完成一套完整的设备用于驱动实验中需要的外腔式半导体激光器。我们开发高精度高稳定度的外腔半导体激光器驱动及主动稳频系统,不仅可以满足高精度原子光学实验的要求,而且它简单的结构、低成本、高可靠性也可以用于教学和其它商业开发,所以研制这样一套用于控制半导体激光器系统也就具有了突出的现实意义和社会价值。其次,设计并实现了光学环形谐振腔的稳定扫描系统。我们把热原子介质置于一个三镜环形腔内,它的强耦合性可以有效地增强介质的非线性效应。同时,把周期极化的KTP晶体置于四镜环形腔内来产生二次谐波信号,也就是所谓的倍频技术。然而,在具体实验中我们需要保持三镜腔腔长的长期稳定以及四镜腔与基频光处于共振状态,因此必须通过外部锁腔系统把腔锁在相应的参考激光上,结果表明原子腔的漂移从100MHz被抑制到小于4MHz。在实验中,原子腔可以被看成是一个腔缀饰场,倍频腔的输出也可以被看做是一个缀饰场。为了得到无背底的干净信号,我们要对缀饰场进行扫描,这就要求我们对环形腔在锁定以后能以一定的频率进行一定范围的扫描。为了满足实验需要,我们设计了两套负反馈锁腔系统实现对腔长的稳定,系统可以保证腔在锁定的情况下能以10Hz的频率进行1GHz范围的扫描。第三,通过电磁诱导透明和光泵浦来研究低激发态原子系统中共存多波混频的相互作用和相位调制过程。我们分别在三能级和倒Y型四能级85Rb原子系统利用光泵浦和EIT技术得到了共存的四波混频和六波混频,通过不同的光束配置,光泵浦效应可能产生增加或者减少探测场吸收的过程。在此基础上,通过调节探测场和与耦合场之间的角度,我们在K型五能级系统里面研究了共存的探测场、多波混频和荧光信号的相位调控特性。另外,通过选择不同的基态超精细能级也可以控制缀饰效应的强弱。这种可控的高阶非线性过程有用在新型的光电器件和多通道量子信息处理等领域的潜能,同时这也为我们研究高激发的里德堡态的高阶非线性过程积累了经验。最后,以低激发态原子系统中得到的多波混频为基础,我们研究了高激发里德堡态原子系综中基于电磁诱导透明的高阶非线性和相位调制过程。一方面,我们在共存的电磁诱导透明窗口中从理论和实验两个方面研究了热85Rb原子气体中的里德堡态六波混频和八波混频过程。通过扫描缀饰场,可以得到通过多组自旋相干产生的八波混频过程,该八波混频过程主要通过强里德堡相互作用导致的缀饰态效应和激发阻塞效应之间的竞争和相互作用来体现,经过多个电磁诱导透明窗裁剪的八波混频信号线宽小于30MHz。另一方面,我们也研究了里德堡电磁诱导透明介质中多波混频的抑制增强效应。里德堡原子间的强相互作用可以调制介质的非线性色散特性,同时也会导致眀态和暗态之间的非线性相移。这种由里德堡效应诱导的非线性相移可以通过抑制增强的缀饰不对称性进行定量地估计,该研究证实了里德堡原子间存在的强相互作用,同时该非线性相移也可以应用于相敏探测的研究。
二、用于BEC的Rb原子饱和吸收稳频半导体激光器系统（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、用于BEC的Rb原子饱和吸收稳频半导体激光器系统（论文提纲范文）
（1）1.5 μm高功率窄线宽光纤激光MOPA关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 单频激光概述 |
| 1.2 高功率窄线宽单频激光的应用 |
| 1.3 单频窄线宽光纤激光的研究现状和发展趋势 |
| 1.3.1 功率提升 |
| 1.3.2 频率稳定 |
| 1.4 本论文的工作 |
| 第2章 1.5μm波段kHz线宽高功率光纤放大器设计 |
| 2.1 1.5μm波段光纤放大器特性分析 |
| 2.1.1 掺铒光纤放大器 |
| 2.1.2 铒镱共掺光纤放大器 |
| 2.2 铒镱共掺光纤放大器实验研究 |
| 2.2.1 实验方案 |
| 2.2.2 实验结果与讨论 |
| 2.3 基于辅助信号注入技术的铒镱共掺光纤放大器 |
| 2.3.1 实验方案 |
| 2.3.2 实验结果与讨论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于铷原子饱和吸收光谱的稳频技术 |
| 3.1 用于精密测量的单频激光 |
| 3.2 基于光纤激光倍频的780 nm激光源 |
| 3.2.1 1560nm单频窄线宽DBR激光器 |
| 3.2.2 1560nm光器倍频 |
| 3.3 基于铷原子吸收线的稳频实验研究 |
| 3.3.1 饱和吸收光谱理论 |
| 3.3.2 基于原子吸收线的锁定原理 |
| 3.3.3 频率稳定的780 nm激光实验研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 频率稳定的高功率窄线宽激光器样机研制 |
| 4.1 单频窄线宽MOPA型光纤激光器 |
| 4.1.1 全光纤MOPA结构 |
| 4.1.2 双包层光纤的熔接涂覆操作 |
| 4.2 机械结构设计 |
| 4.2.1 电学模块 |
| 4.2.2 光学模块 |
| 4.3 激光器热管理 |
| 4.3.1 光纤放大器热分析 |
| 4.3.2 光纤放大器散热措施 |
| 4.4 样机测试结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（2）用于等效原理检验的原子干涉仪激光系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1.引言 |
| 1.1 等效原理 |
| 1.2 弱等效原理检验 |
| 1.3 原子干涉仪 |
| 1.4 论文内容与结构 |
| 2.原子干涉仪的原理 |
| 2.1 原子能级分裂 |
| 2.2 光场与原子相互作用 |
| 2.3 原子干涉原理 |
| 2.4 干涉相位计算 |
| 2.5 η~10~(-10)量级原子干涉仪弱等效原理检验中对激光的要求 |
| 3.激光系统光学质量及利用效率的提高 |
| 3.1 激光频谱测试系统 |
| 3.2 铷原子蒸汽吸收池系统 |
| 3.3 铷原子蒸汽吸收池系统的应用 |
| 3.4 铷原子蒸汽吸收池系统与其他频谱测试系统对比 |
| 3.5 激光光源系统 |
| 3.6 本章小结 |
| 4.激光系统长期稳定性的提高 |
| 4.1 激光稳频 |
| 4.2 激光移频系统 |
| 4.3 拍频锁相系统 |
| 4.4 激光系统在干涉仪中的应用 |
| 4.5 本章小结 |
| 5.总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 Ⅰ:攻读博士期间成果目录 |
| 附录 Ⅱ:~(85)Rb原子D2 线能级结构 |
| 附录 Ⅲ:~(87)Rb原子D2 线能级结构图 |
（3）Na、Rb原子BEC激光系统的优化与改进（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 玻色爱因斯坦凝聚(BEC)的发展历史 |
| 1.2 量子统计中的玻色费米分布与玻色爱因斯坦凝聚 |
| 1.3 激光器的产生 |
| 第2章 原子的激光冷却技术 |
| 2.1 激光冷却原子的发展历史 |
| 2.2 激光与原子的相互作用 |
| 2.3 激光冷却机制 |
| 2.3.1 多普勒冷却 |
| 2.3.2 亚多普勒冷却 |
| 2.4 高斯光束 |
| 2.4.1 束腰与瑞利半径 |
| 2.4.2 高斯光束的通光孔径 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 BEC实验平台 |
| 3.1 钠、铷原子的激光系统 |
| 3.1.1 钠、铷原子的超精细结构 |
| 3.1.2 钠、铷原子的移频光路的搭建 |
| 3.2 光路中的基本光学器件和基本光路 |
| 3.2.1 实验室使用的光学器件 |
| 3.2.2 实验平台的光路设计 |
| 3.3 钠、铷激光器 |
| 3.3.1 倍频二极管激光器的调节实验 |
| 3.3.2 分布反馈激光器(DFB) |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 钠、铷原子饱和吸收光谱的激光锁频实验 |
| 4.1 饱和吸收曲线的测量 |
| 4.2 激光器的锁频原理 |
| 4.3 激光器锁频系统的改进与优化 |
| 4.3.1 原锁频系统电路图 |
| 4.3.2 锁频系统的改进 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 主从激光的注入锁定和激光放大 |
| 5.1 注入锁定的发展历史 |
| 5.2 注入锁定理论的研究 |
| 5.3 主从激光的注入锁定实验 |
| 5.3.1 无边带的注入锁定实验 |
| 5.3.2 边带注入锁定实验 |
| 5.4 锥形放大器的研究 |
| 5.5 磁光阱(MOT)中的原子黏团 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（4）基于原子干涉的可搬运重力仪的研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 高精度重力测量的意义 |
| 1.2 重力仪概述 |
| 1.2.1 经典重力仪 |
| 1.2.2 冷原子干涉重力仪 |
| 1.3 论文的组织结构 |
| 第2章 原子重力仪研制的物理基础 |
| 2.1 原子冷却相关技术 |
| 2.1.1 磁光阱 |
| 2.1.2 光学黏胶 |
| 2.2 受激拉曼跃迁 |
| 2.2.1 两能级结构 |
| 2.2.2 三能级结构 |
| 2.2.3 ~(87)Rb拉曼跃迁光频移 |
| 2.2.4 三脉冲拉曼干涉与重力测量 |
| 2.3 灵敏度函数与噪声评估 |
| 2.3.1 灵敏度函数定义 |
| 2.3.2 噪声评估 |
| 第3章 小型化重力仪探头系统的研制 |
| 3.1 研制方向的选择——自由下落式原子重力仪 |
| 3.2 大平台重力仪探头系统 |
| 3.2.1 真空腔体的设计与搭建 |
| 3.2.2 磁场线圈系统 |
| 3.2.3 冷却光扩束系统 |
| 3.2.4 探测系统 |
| 3.2.5 磁屏蔽装置 |
| 3.2.6 大平台重力仪探头使用小结 |
| 3.3 第一代小型化重力仪探头系统 |
| 3.3.1 真空腔体的设计与搭建 |
| 3.3.2 磁场线圈系统 |
| 3.3.3 磁屏蔽装置 |
| 3.3.4 真空主腔的激光扩束系统 |
| 3.3.5 探测系统 |
| 3.3.6 第一代小型化重力仪探头使用效果评估 |
| 3.4 第二代小型化重力仪探头系统 |
| 3.4.1 真空腔体的设计与搭建 |
| 3.4.2 磁场线圈系统 |
| 3.4.3 磁屏蔽装置 |
| 3.4.4 真空主腔激光扩束系统 |
| 3.4.5 探测系统 |
| 3.4.6 第二代小型化重力仪探头使用评估 |
| 3.5 第三代小型化重力仪探头系统 |
| 3.6 小结 |
| 第4章 小型化激光光路系统的研制 |
| 4.1 大平台激光光路系统的演化 |
| 4.1.1 最初的五激光器系统 |
| 4.1.2 四激光器系统 |
| 4.1.3 三激光器系统 |
| 4.2 两激光器方案技术积累 |
| 4.2.1 两激光器方案的可行性分析 |
| 4.2.2 参考激光源锁频技术:磁场增强型调制转移光谱技术 |
| 4.2.3 两激光器方案激光频率设计 |
| 4.2.4 两激光器方案拉曼锁相技术 |
| 4.3 小型化激光光路设计与搭建 |
| 4.3.1 Newport光学小平台测试激光光路 |
| 4.3.2 测试版小型化激光光路的设计与搭建 |
| 4.3.3 第一版正式可用小型化激光光路 |
| 4.3.4 第二版正式可用小型化激光光路 |
| 第5章 磁场增强型调制转移光谱 |
| 5.1 光谱实验装置的搭建和偏置磁场方向的选取 |
| 5.2 实验参量的优化 |
| 5.2.1 光偏振的优化 |
| 5.2.2 调制频率优化 |
| 5.2.3 调制深度优化 |
| 5.3 锁频后线宽和稳定性分析 |
| 第6章 小型化重力仪控制机柜集成 |
| 6.1 第一代小型化控制机柜系统构成 |
| 6.1.1 激光光路与激光源控制器系统 |
| 6.1.2 参考激光锁频系统 |
| 6.1.3 拉曼激光锁相系统 |
| 6.1.4 声光驱动系统 |
| 6.1.5 电压源系统 |
| 6.1.6 探测光稳光强系统 |
| 6.1.7 时序控制系统 |
| 6.1.8 磁场电流源系统 |
| 6.1.9 荧光信号采集系统 |
| 6.1.10 第一代小型化控制机柜评估 |
| 6.2 第二代小型化控制机柜系统构成 |
| 6.2.1 激光光路与激光源控制器系统 |
| 6.2.2 参考激光锁频系统 |
| 6.2.3 拉曼激光锁相系统 |
| 6.2.4 声光驱动系统 |
| 6.2.5 电压源系统 |
| 6.2.6 探测光稳光强系统和时序控制系统 |
| 6.2.7 磁场电源系统 |
| 6.2.8 荧光信号采集系统 |
| 6.3 控制机柜组装集成 |
| 6.3.1 正反面激光光路的搭建和静态光功率收集 |
| 6.3.2 时序控制系统安装与动态激光脉冲收集 |
| 6.3.3 激光器锁定 |
| 6.3.4 探测光稳光强系统搭建 |
| 6.3.5 第二代小型化控制机柜评估 |
| 第7章 重力仪控制机柜和探头组合调试进行g值测量 |
| 7.1 重力仪探头光学扩束系统组装调试 |
| 7.2 重力仪控制机柜和探头组合分阶段调试测g值 |
| 7.2.1 磁屏蔽筒外测试 |
| 7.2.2 屏蔽筒内测试阶段 |
| 7.3 两次重力比对测量实验 |
| 7.3.1 ICAG-2017 |
| 7.3.2 2019年1月原子干涉重力仪比对实验 |
| 第8章 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 刀口铜圈真空密封工艺 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（5）超冷锶原子里德堡气体的制备及对该体系中里德堡相互作用效应的首次观测（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 激光冷却技术在碱土金属锶原子上的应用 |
| 1.1.2 超冷里德堡气体研究的发展 |
| 1.1.3 超冷锶原子里德堡气体的研究前沿 |
| 1.2 本论文结构概括 |
| 第二章 实验概览 |
| 2.1 实验计划 |
| 2.2 科学设备 |
| 2.2.1 激光系统 |
| 2.2.2 真空系统 |
| 2.2.3 成像系统 |
| 第三章 689 nm激光系统的频率锁定 |
| 3.1 激光系统简介 |
| 3.2 ULE光学超稳腔系统 |
| 3.2.1 超稳腔系统的设计和搭建 |
| 3.2.2 光学F-P腔的TEM模式 |
| 3.2.3 高精细度超稳腔的模式匹配 |
| 3.2.4 Ring-down谱线和相关参数测量 |
| 3.3 基于超稳腔的激光频率锁定 |
| 3.3.1 稳频环路 |
| 3.3.2 激光的调制和解调制 |
| 3.3.3 激光频率稳定性定标 |
| 3.4 689 nm Doppler-free饱和吸收谱 |
| 3.4.1 Sr加热管的设计和安装 |
| 3.4.2 689 nm饱和吸收谱和超稳腔长程漂移测量 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 超冷锶原子气体的制备 |
| 4.1 461 nm第一级激光冷却 |
| 4.2 689 nm第二级激光冷却 |
| 4.2.1 磁光阱梯度磁场的快速调节 |
| 4.2.2 689 nm激光冷却概述 |
| 4.3 Narrow-band 689 nm磁光阱 |
| 4.3.1 Narrow-band磁光阱的基本性质 |
| 4.3.2 Narrow-band磁光阱的温度 |
| 4.3.3 Narrow-band磁光阱的原子数损失 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 超冷Sr原子团中的三重里德堡态双光子激发 |
| 5.1 实验方案及相关技术 |
| 5.1.1 双光子激发过程的实现 |
| 5.1.2 利用transfer-cavity实现318 nm激发光的稳频 |
| 5.2 基于电磁诱导透明(EIT)的里德堡激发实验 |
| 5.2.1 基于光学Bloch方程的相关理论研究 |
| 5.2.2 实验结果分析和数据拟合 |
| 5.3 基于拉曼过程的连续脉冲里德堡激发实验 |
| 5.3.1 对较低里德堡态5s23s ~3S_1的激发 |
| 5.3.2 对较高里德堡态35 ~3S_1和40~3S_1的激发 |
| 5.4 本章小结和对于未来研究的展望 |
| 第六章 附录 |
| 6.1 在有限模式匹配效率下F-P光学超稳腔反射谱的模拟计算 |
| 6.2 成像系统设计中的傅里叶光学理论模拟 |
| 6.3 实验室建设 |
| 6.3.1 空调系统调试 |
| 6.3.2 光学平台吊架设计 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（6）87Rb玻色爱因斯坦凝聚体中电磁诱导透明和电磁诱导吸收的实验研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 引言 |
| 1.1 超冷原子 |
| 1.2 电磁诱导透明及电磁诱导吸收 |
| 1.3 超冷原子的实验进展 |
| 1.4 论文结构 |
| 第二章 量子简并气体的相关知识 |
| 2.1 ~(87)Rb原子的能级结构 |
| 2.1.1 ~(87)Rb原子的精细结构 |
| 2.1.2 ~(87)Rb原子的超精细结构 |
| 2.1.3 ~(87)Rb原子超精细结构Zeeman效应 |
| 2.2 散射力和偶极力 |
| 2.2.1 散射力 |
| 2.2.2 偶极力 |
| 2.3 磁光阱 |
| 2.4 磁阱 |
| 2.4.1 四级Ioffe组合阱(QUIC阱) |
| 2.4.2 大功率蓝失谐光塞 |
| 2.5 蒸发冷却 |
| 2.6 EIT和EIA的理论分析 |
| 第三章 87Rb BEC的实验制备过程 |
| 3.1 真空系统 |
| 3.2 激光系统 |
| 3.2.1 ECDL的饱和吸收稳频 |
| 3.2.2 光路分布 |
| 3.3 二维磁光阱与三维磁光阱 |
| 3.4 射频蒸发 |
| 3.5 光阱蒸发 |
| 3.6 吸收成像 |
| 第四章 EIT和EIA |
| 4.1 Λ型三能级模型 |
| 4.2 光学相位锁定环路系统 |
| 4.3 实验过程和实验结果 |
| 全文总结与展望 |
| 参考文献 |
| 硕士期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 个人简介及联系方式 |
（7）87Rb原子玻色-爱因斯坦凝聚态的制备与加速度测量技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 玻色-爱因斯坦凝聚态简介 |
| 1.1.1 玻色-爱因斯坦统计 |
| 1.1.2 玻色-爱因斯坦凝聚态的研究历程 |
| 1.2 玻色-爱因斯坦凝聚态的发展与应用 |
| 1.2.1 BEC的基础物理研究 |
| 1.2.2 基于BEC的原子干涉仪 |
| 1.3 本文主要研究工作与内容安排 |
| 1.3.1 主要研究工作 |
| 1.3.2 本文内容安排 |
| 第二章 原子冷却及惯性测量理论 |
| 2.1 铷原子特性 |
| 2.1.1 ~(87)Rb原子超精细能级结构 |
| 2.1.2 超精细能级的塞曼效应 |
| 2.2 原子冷却理论 |
| 2.2.1 磁光阱 |
| 2.2.2 偏振梯度冷却 |
| 2.2.3 蒸发冷却 |
| 2.3 双光子跃迁理论 |
| 2.3.1 拉曼跃迁 |
| 2.3.2 布拉格跃迁 |
| 2.4 原子干涉理论 |
| 2.4.1 干涉相移 |
| 2.4.2 Mach-Zehnder型原子干涉仪 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 超冷原子实验系统设计与实现 |
| 3.1 真空系统 |
| 3.1.1 原子的加热效应 |
| 3.1.2 真空系统设计 |
| 3.1.3 超高真空系统的实现 |
| 3.2 外腔半导体激光器 |
| 3.2.1 光栅反馈式外腔半导体激光器 |
| 3.2.2 “猫眼”激光器 |
| 3.3 光学系统 |
| 3.3.1 磁光阱 |
| 3.3.2 光晶格 |
| 3.3.3 光偶极阱 |
| 3.3.4 布拉格光 |
| 3.3.5 小型化光栅光谱仪 |
| 3.4 时序控制系统 |
| 3.5 射频信号源 |
| 3.5.1 基于VCO的射频驱动设计 |
| 3.5.2 基于DDS的射频驱动设计 |
| 3.6 激光电子锁相 |
| 3.6.1 锁相原理 |
| 3.6.2 锁相环系统建模 |
| 3.6.3 锁相环技术路径 |
| 3.6.4 激光器锁相实验 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 拉曼边带冷却的实验研究 |
| 4.1 磁光阱的装载 |
| 4.1.1 2D磁光阱的优化 |
| 4.1.2 3D磁光阱的装载 |
| 4.2 偏振梯度冷却 |
| 4.3 光晶格的装载与冷却 |
| 4.3.1 光晶格的方案设计 |
| 4.3.2 光晶格的校准 |
| 4.3.3 光晶格的输出控制 |
| 4.3.4 光晶格的实验研究 |
| 4.4 拉曼边带冷却 |
| 4.4.1 冷却方案设计 |
| 4.4.2 冷却实验结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 玻色-爱因斯坦凝聚态的实验研究 |
| 5.1 磁光混合阱BEC实验研究 |
| 5.1.1 四极磁阱的装载 |
| 5.1.2 射频蒸发冷却与磁阱向光阱转移 |
| 5.1.3 光偶极阱中BEC的实现 |
| 5.2 全光BEC实验研究 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 波导型原子干涉加速度测量技术研究 |
| 6.1 波导的优势及发展现状 |
| 6.2 光学波导的实验实现 |
| 6.3 光学波导型原子干涉仪 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 本文工作总结 |
| 7.2 未来工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（8）窄线宽可调谐激光纵向泵浦碱金属铷蒸气激光器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 碱金属蒸气激光器的基本跃迁原理 |
| 1.3 碱金属蒸气激光器的发展概况 |
| 1.3.1 窄线宽可调谐激光泵浦碱金属蒸气激光器 |
| 1.3.2 窄线宽半导体激光器泵浦碱金属蒸气激光器 |
| 1.3.3 增益介质循环流动碱金属蒸气激光器-FDPAL |
| 1.3.4 碱金属-稀有气体准分子激光器-XPAL |
| 1.3.5 双光子吸收碱金属蒸气蓝光激光器 |
| 1.3.6 国内碱金属蒸气激光器的研究进展 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 碱金属蒸气激光器的理论研究 |
| 2.1 碱金属原子能级结构 |
| 2.2 碱金属蒸气激光器的速率方程 |
| 2.2.1 碱金属原子的上能级粒子数的快速弛豫 |
| 2.2.2 碱金属原子碰撞加宽 |
| 2.2.3 合理的泵浦方式 |
| 2.2.4 碱金属蒸气粒子数浓度与温度的关系 |
| 2.2.5 碱金属蒸气激光器的速率方程 |
| 2.3 泵浦光阈值功率与泵浦光束腰估算 |
| 2.4 碱金属铷蒸气激光器的计算结果与分析 |
| 2.4.1 耦合输出透镜反射率对Rb蒸气激光输出功率的影响 |
| 2.4.2 乙烷压强对Rb蒸气激光输出功率的影响 |
| 2.4.3 增益介质温度对Rb蒸气激光泵浦吸收效率和输出功率的影响 |
| 2.4.4 He的压强对Rb蒸气激光输出功率的影响 |
| 2.5 无烃碱金属铷蒸气激光器计算结果与分析 |
| 2.5.1 增益介质温度对Rb-He激光泵浦吸收效率和输出功率的影响 |
| 2.5.2 He压强对Rb-He激光输出功率的影响 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 碱金属-稀有气体准分子激光器的理论研究 |
| 3.1 碱金属-稀有气体准分子激光器的基本理论 |
| 3.1.1 准分子及其吸收伴峰原理 |
| 3.1.2 XPAL的运转方式 |
| 3.1.3 光泵碱金属-稀有气体准分子激光器的速率方程 |
| 3.2 光泵铷-氩准分子激光器的特性研究 |
| 3.2.1 泵浦光源的线宽对Rb-Ar准分子激光器的泵浦吸收效率的影响 |
| 3.2.2 Ar压强对Rb-Ar准分子激光器输出性能的影响 |
| 3.2.3 增益介质长度对Rb-Ar准分子激光器输出性能的影响 |
| 3.2.4 增益介质的工作温度对Rb-Ar准分子激光器输出性能的影响 |
| 3.3 光泵铷-氪准分子激光器的特性研究 |
| 3.3.1 Kr压强对Rb-Kr准分子激光器输出性能的影响 |
| 3.3.2 增益介质长度对Rb-Kr准分子激光器输出性能的影响 |
| 3.3.3 增益介质的工作温度对Rb-Kr准分子激光器输出性能的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 高功率窄线宽可调谐泵浦光源的实验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 掺钛蓝宝石晶体的物理性质和光谱特性 |
| 4.2.1 掺钛蓝宝石晶体的结构与能级 |
| 4.2.2 掺钛蓝宝石晶体的光谱特性 |
| 4.3 高功率窄线宽可调谐纳秒掺钛蓝宝石激光器的实验研究 |
| 4.3.1 掺钛蓝宝石激光器的泵浦光源 |
| 4.3.2 掺钛蓝宝石激光器系统的实验装置 |
| 4.3.3 掺钛蓝宝石激光器系统的实验结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 纵向光泵碱金属铷蒸气激光系统的实验研究 |
| 5.1 可更换增益介质和反复充气的碱金属蒸气池的设计 |
| 5.2 碱金属蒸气激光器的循环充气系统 |
| 5.3 碱金属铷蒸气的泵浦光吸收实验 |
| 5.4 纵向光泵碱金属铷蒸气的实验 |
| 5.4.1 实验装置 |
| 5.4.2 实验结果 |
| 5.4.3 实验结果分析 |
| 5.4.4 实验改进 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 纵向光泵铷-氩准分子激光系统的实验研究 |
| 6.1 纵向光泵铷-氩准分子激光器的实验装置 |
| 6.2 纵向光泵铷-氩准分子激光器的实验结果 |
| 6.3 光泵铷-氩准分子激光器的实验结果分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（9）87Rb原子玻色—爱因斯坦凝聚的实现以及6Li和40K原子的激光冷却（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 玻色-爱因斯坦凝聚态简介 |
| 1.2 费米简并量子气体简介 |
| 1.3 主要研究内容与章节安排 |
| 第二章 冷原子物理理论及相关实验技术介绍 |
| 2.1 冷原子物理理论 |
| 2.1.1 量子统计理论 |
| 2.1.2 玻色-爱因斯坦凝聚态理论 |
| 2.1.3 费米量子简并气体理论 |
| 2.2 激光冷却和磁光阱 |
| 2.2.1 光对原子的力 |
| 2.2.2 激光冷却 |
| 2.2.3 磁光阱 |
| 2.3 束缚磁阱理论 |
| 2.3.1 束缚磁阱理论 |
| 2.3.2 各类磁阱简介 |
| 2.3.3 光塞四极磁阱理论 |
| 2.4 束缚光偶极阱理论 |
| 2.5 蒸发冷却 |
| 2.6 吸收成像及数据处理 |
| 第三章 实验装置 |
| 3.1 真空及原子源系统 |
| 3.1.1 真空系统 |
| 3.1.2 原子源 |
| 3.2 激光技术 |
| 3.2.1 半导体激光器 |
| 3.2.2 激光放大器 |
| 3.2.3 注入锁定激光 |
| 3.2.4 声光调制器 |
| 3.2.5 激光频率稳定 |
| 3.3 吸收成像探测系统 |
| 3.3.1 光路结构 |
| 3.3.2 技术细节 |
| 3.4 四极磁阱和Feshbach磁场 |
| 3.5 实验控制与数据采集系统 |
| 第四章 ~(87)Rb,~(40)K和~6Li原子磁光阱的实现 |
| 4.1 ~(87)Rb原子磁光阱的实现 |
| 4.1.1 ~(87)Rb原子频率选择 |
| 4.1.2 ~(87)Rb原子的激光系统 |
| 4.1.3 ~(87)Rb原子磁光阱 |
| 4.2 ~(40)K原子磁光阱的实现 |
| 4.2.1 ~(40)K原子的频率选择 |
| 4.2.2 ~(40)K原子激光系统 |
| 4.2.3 ~(40)K原子磁光阱的实现 |
| 4.3 ~6Li原子磁光阱的实现 |
| 4.3.1 ~6Li原子的频率选择 |
| 4.3.2 ~6Li原子激光系统 |
| 4.3.3 ~6Li原子磁光阱的实现 |
| 第五章 ~(87)Rb原子的玻色-爱因斯坦凝聚 |
| 5.1 实验过程总览 |
| 5.2 MOTA到MOTB的光学转移 |
| 5.3 解压缩磁光阱过程 |
| 5.4 磁阱装载和压缩 |
| 5.5 TOF过程 |
| 5.6 532nm光塞四极磁阱中BEC的实现 |
| 5.6.1 光塞四极磁阱中的射频蒸发冷却及BEC的产生 |
| 5.6.2 BEC特性研究 |
| 5.7 767nm光塞四极磁阱中BEC的产生 |
| 5.7.1 767nm光塞势垒的产生 |
| 5.7.2 767nm光塞四极磁场中蒸发冷却和BEC的产生 |
| 第六章 各向同性光学谐振势阱 |
| 6.1 各向同性光学谐振势阱 |
| 6.2 重力的影响及其消除方案 |
| 6.3 光路选择 |
| 第七章 工作总结与展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果 |
| 作者简介 |
| 发表文章 |
（10）稳频里德堡多波混频过程及其缀饰相位研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 原子光学与半导体激光器 |
| 1.2 电磁诱导透明 |
| 1.3 基于原子相干的共存多波混频过程 |
| 1.4 高激发态的里德堡原子 |
| 1.5 论文内容和意义 |
| 2 外腔式半导体激光器稳频技术 |
| 2.1 外腔式半导体激光器 |
| 2.1.1 Littrow反馈结构 |
| 2.1.2 Littman反馈结构 |
| 2.1.3 影响半导体激光器稳定性的因素 |
| 2.2 精密电流驱动系统 |
| 2.2.1 负电流源的原理分析与理论推导 |
| 2.2.2 负电流源的硬件实现 |
| 2.2.3 正电流源的设计方案 |
| 2.3 恒温控制系统 |
| 2.3.1 温度采样电路 |
| 2.3.2 电热制冷片与PID控制器 |
| 2.3.3 TEC功率驱动模块 |
| 2.3.4 控温系统性能测试 |
| 2.4 显示模块与装机调试 |
| 2.4.1 显示模块的设计与实现 |
| 2.4.2 流控温控装机调试 |
| 2.5 外腔式半导体激光器稳频系统 |
| 2.5.1 主动稳频技术的基本原理 |
| 2.5.2 一次微分稳频的设计方案 |
| 2.5.3 信号源的电路实现 |
| 2.5.4 鉴频电路的设计与实现 |
| 2.5.5 PI电路的分析和实现 |
| 2.5.6 系统性能测试 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 光学环形腔的稳定扫描系统 |
| 3.1 PPKTP倍频腔的稳定与扫描 |
| 3.1.1 二次谐波产生技术简介 |
| 3.1.2 倍频系统结构 |
| 3.2 原子环形腔缀饰场的稳定与扫描 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 低激发态原子系统中多波混频的相互作用和相位控制 |
| 4.1 三能级原子系统中共存的四波和六波混频 |
| 4.1.1 前言 |
| 4.1.2 实验系统和实验原理 |
| 4.1.3 实验结果 |
| 4.1.4 结论 |
| 4.2 五能级原子系统中的六波混频和荧光 |
| 4.2.1 前言 |
| 4.2.2 实验原理和理论模型 |
| 4.2.3 实验结果分析 |
| 4.2.4 结论 |
| 4.3 三镜腔内的多波混频过程 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 里德堡态原子系综中多波混频的相互作用和相位调制 |
| 5.1 里德堡缀饰多波混频过程中的相位调制 |
| 5.1.1 引言 |
| 5.1.2 实验系统与实验原理 |
| 5.1.3 实验结果分析 |
| 5.1.4 结论 |
| 5.2 里德堡原子系综中的八波混频过程 |
| 5.2.1 引言 |
| 5.2.2 实验系统 |
| 5.2.3 基本理论 |
| 5.2.4 实验结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 论文工作总结与创新点 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
四、用于BEC的Rb原子饱和吸收稳频半导体激光器系统（论文参考文献）
- [1]1.5 μm高功率窄线宽光纤激光MOPA关键技术研究[D]. 魏珊珊. 中国科学技术大学, 2020
- [2]用于等效原理检验的原子干涉仪激光系统研究[D]. 周超. 华中科技大学, 2020(01)
- [3]Na、Rb原子BEC激光系统的优化与改进[D]. 高超. 河北科技大学, 2019(07)
- [4]基于原子干涉的可搬运重力仪的研制[D]. 龙金宝. 中国科学技术大学, 2019(01)
- [5]超冷锶原子里德堡气体的制备及对该体系中里德堡相互作用效应的首次观测[D]. 乔畅. 中国科学技术大学, 2019(09)
- [6]87Rb玻色爱因斯坦凝聚体中电磁诱导透明和电磁诱导吸收的实验研究[D]. 杨广玉. 山西大学, 2018(04)
- [7]87Rb原子玻色-爱因斯坦凝聚态的制备与加速度测量技术研究[D]. 魏春华. 国防科技大学, 2018(02)
- [8]窄线宽可调谐激光纵向泵浦碱金属铷蒸气激光器研究[D]. 成洪玲. 哈尔滨工业大学, 2017(01)
- [9]87Rb原子玻色—爱因斯坦凝聚的实现以及6Li和40K原子的激光冷却[D]. 张东方. 中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所), 2016(08)
- [10]稳频里德堡多波混频过程及其缀饰相位研究[D]. 张朝阳. 西安交通大学, 2018(12)
标签：原子论文; 激光器论文; 半导体激光论文; 原子吸收论文; 原子结构模型发展论文;