冷原子物理是現(xiàn)代原子物理學的一個重要研究分支,在冷原子物理研究這個領域,低溫氣態(tài)原子的制備和獲取是基于冷原子物理研究的第一步,在整個研究過程中扮演了至關重要的角色。本文介紹了常用的冷原子獲取手段,在此基礎上,介紹了用于磁光阱技術的真空系統(tǒng),并詳細闡述了該系統(tǒng)的整體結構和各個組件的作用。介紹了在真空系統(tǒng)中俘獲低溫銣原子的實驗流程,并使用熒光收集法對俘獲到的銣原子進行了原子數(shù)評估。針對磁光阱技術,分析了推送光、磁場梯度、地磁場、激光功率與失諧對最終俘獲原子數(shù)的影響。推送光作為與原子近共振的激光,本身對原子具有輻射力。實驗設計了用于推送光快速關斷的機械快門,發(fā)現(xiàn)推送光間歇性開關比推送光常開時原子數(shù)提升了7倍。磁光阱的磁場梯度和地磁場會影響磁光阱的深度和位置,實驗分析了真空系統(tǒng)的磁場對俘獲原子數(shù)的影響,包括二維磁場、三維磁場以及地磁場。根據(jù)磁場梯度和磁場均勻性的要求,設計了用于實驗的磁場線圈,根據(jù)實驗結果進行了相關優(yōu)化。磁光阱中冷卻光功率會影響原子感受到的散射力,進而影響原子數(shù)。我們設計了基于數(shù)字頻率合成的聲光移頻驅動模塊,通過改變驅動模塊的射頻輸出功率實現(xiàn)對冷卻光功率的精確控制。發(fā)現(xiàn)在冷卻光... 

【文章來源】：浙江工業(yè)大學浙江省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號說明
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 冷原子操作的基本原理
        1.2.1 中性原子的靜態(tài)磁場操控
        1.2.2 中性原子的激光操作
        1.2.3 中性原子在磁光阱中的操作
        1.2.4 實驗裝置與原子俘獲過程
        1.2.5 原子數(shù)評估方法
    1.3 論文結構
第二章 推送光參數(shù)優(yōu)化
    2.1 推送光關斷原理
    2.2 推送光優(yōu)化過程與結果分析
    2.3 本章小結
第三章 磁光阱磁場參數(shù)優(yōu)化
    3.1 地磁場優(yōu)化
        3.1.1 地磁場結構設計與仿真
        3.1.2 地磁場參數(shù)優(yōu)化過程與結果分析
    3.2 三維磁光阱磁場優(yōu)化
        3.2.1 三維磁場結構設計與仿真
        3.2.2 三維磁場參數(shù)優(yōu)化過程與結果分析
    3.3 二維磁光阱磁場優(yōu)化
        3.3.1 二維磁場結構設計與仿真
        3.3.2 二維磁場參數(shù)優(yōu)化過程與結果分析
    3.4 本章小結
第四章 磁光阱光場功率優(yōu)化
    4.1 磁場阱光功率分配設計
    4.2 聲光調制原理
    4.3 聲光調制驅動模塊設計
    4.4 冷卻光光功率優(yōu)化過程與結果分析
    4.5 再泵浦光光功率優(yōu)化過程與結果分析
    4.6 本章小結
第五章 磁光阱激光失諧優(yōu)化
    5.1 外腔式激光器鎖頻原理
    5.2 激光失諧頻率控制原理
    5.3 信號發(fā)生器設計
    5.4 失諧優(yōu)化過程與結果分析
    5.5 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡介
    1 作者簡介
    2 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文
    3 參與的科研項目及獲獎情況
    4 發(fā)明專利
學位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻】：
期刊論文
[1]兩臺獨立激光器拍頻線型對線寬測量的影響[J]. 彭雪峰,馬秀榮,張雙根,任廣軍,劉濤.  中國激光. 2011(04)
[2]新一代慣性導航技術:冷原子陀螺儀[J]. 李潤兵,王謹,詹明生.  全球定位系統(tǒng). 2010(04)
[3]地磁場在導航定位系統(tǒng)中的應用[J]. 楊云濤,石志勇,關貞珍,李豫澤.  中國慣性技術學報. 2007(06)
[4]用于DDS系統(tǒng)相位累加器的加法器設計[J]. 張萍,高海霞,柴常春,楊銀堂.  現(xiàn)代電子技術. 2007(13)
[5]用吸收法對銫原子磁光阱中冷原子數(shù)目的測量[J]. 王彥華,楊海菁,張?zhí)觳?王軍民.  物理學報. 2006(07)
[6]鉻原子束的激光多普勒冷卻[J]. 張文濤,李同保.  桂林電子工業(yè)學院學報. 2006(03)
[7]原子光學講座 第一講 幾何與波動原子光學及其器件[J]. 印建平.  物理. 2006(01)
[8]MCH12140的原理及應用[J]. 司朝良.  國外電子元器件. 2002(08)
[9]地磁太陽黑子周變化起源的討論[J]. 陳伯舫.  華南地震. 2001(03)
[10]南極中山站極光與地磁場擾動關系的分析[J]. 楊友華,湯克云,劉瑞源,胡紅橋.  極地研究. 1999(03)

博士論文
[1]激光器中的自調制及不穩(wěn)定性研究[D]. 李雷.山東大學 2013
[2]拉曼脈沖型原子干涉儀的基礎研究[D]. 韓順利.浙江大學 2010

碩士論文
[1]Rb-87原子密度的測量與激光放大器的制作[D]. 趙盟.華東師范大學 2015
[2]基于DSP的電力線載波通信系統(tǒng)設計與硬件實現(xiàn)[D]. 胡斌.西安電子科技大學 2010



本文編號：3032266