锶原子Doppler冷却中再抽运光对原子俘获影响的理论和实验研究

高峰; 常宏; 王心亮; 田晓; 张首刚

doi:10.7498/aps.60.050601

摘要

本文主要研究锶原子光钟Doppler冷却过程中再抽运光对俘获冷原子参数的影响,实验上测得再抽运光光强和失谐跟所俘获原子数目的关系,并且测得了在同时注入再抽运光707 nm和679 nm后使俘获冷原子的数目提高了17倍,分析了再抽运光的失谐对俘获原子数目的影响,测得了再抽运光707 nm在失谐5 MHz的情况下俘获原子数目的波动小于3‰.

关键词:

We have conducted experimental investigations on the effect of repumping laser on the cooling and trapping of strontium atoms. More than 3.1×10888Sr atoms have been trapped with 679 nm and 707 nm repumping laser added. The two repumping lasers enhance the trappopulation by a factor of 17. We also made experimental investigations on the effect of 707 nm repumping laser detuning on the cooling and trapping of strontium atoms. The fluctuation of atom trapping population is less than 3 ‰ when the detuning from 707 nm is 5 MHz.

Keywords:

作者及机构信息

(1)中国科学院国家授时中心时间频率基准重点实验室,西安 710600; (2)中国科学院国家授时中心时间频率基准重点实验室,西安 710600;中国科学院研究生院,北京 100049

基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号:2005CB72440);中国科学院重要方向项目(批准号:KJCX2-YW-T12)和中国科学院"百人计划"(批准号:0916YC1101)资助的课题.

Authors and contacts

(1)National Time Service Center, Chinese Academy of Sciences, Key Laboratory of Time and Frequency Primary Standards of Chinese Academy of Sciences, Xi'an 710600, China; (2)National Time Service Center, Chinese Academy of Sciences, Key Laboratory of Time and Frequency Primary Standards of Chinese Academy of Sciences, Xi'an 710600, China; Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China

参考文献

[1]	Ludlow A D, Zelevinsky T, Campbell G K, Blatt S, Boyd M M, Miranda M H G, Martin M J, Thomsen J W, Foreman S M, Ye J, Fortier T M, Stalnaker J E, Diddams S A, Le Coq, Barber Z W, Pili N, Lemke N D, Beck K M, Oaters C W 2008 Science 319 1805
[2]	Baillard X, Fouché M, Targat R Le, Westergaard P G, Lecallier A, Chapelet F, Abgrall M, Rovera G D, Laurent P, Rosenbusch P, Bize S, Santarelli G, Clairon A, Lemonde P, Grosche G, Lipphardt B, Schnatz H 2008 Eur.Phys. J. D 48 11
[3]	Udem Th, Diddams S A, Vogel K R, Oates C W, Curtis E A, Lee W D, Itano W M, Drullinger R E, Bergquist J C, Hollberg L 2001 Phys. Rev. Lett. 86 4996
[4]	Ma L S, Bi Z Y, Bartels A, Robertsson L, Zucco M, Windeler R S, Wilpers G, Oates C, Hollberg L, Diddams S A 2004 Science 303 1843
[5]	Fortier T M, Ashby N, Bergquist J C, Delaney M J, Diddams S A, Heavner T P, Hollberg L, Itano W M, Jefferts S R, Kim K, Levi F, Lorini L, Oskay W H, Parker T E, Shirley J, Stalnaker J E 2007 Phys. Rev. Lett. 98 070801
[6]	Uzan J P 2003 Rev. Mod. Phys. 75 403
[7]	Takamoto M, Katori H 2003 Phys. Rev. Lett. 91 223001
[8]	Xu X, Loftus T H, Hall J L, Gallagher A, Ye J 2003 J. Opt. Soc. Am. B 20 968
[9]	Barber Z W, Hoyt C W, Oates C W, Hollberg L 2006 Phys. Rev. Lett. 96 083002
[10]	Shen N C, Wei ZY, Nie Y X 2004 Chinese Journal of Quantum Electronics 2 21 (in Chinese) [沈乃澂、魏志义、聂玉昕 2004 量子电子学报 2 21]
[11]	Zhang Y Q, Tan L, Zhu Z H, Liu L W 2010 Chin. Phys. B 19 3033202
[12]	Li Y M, Yang D H, Wang Y Q 1998 Acta Phys. Sin. 7 07060414
[13]	Wang S K, Wang Q, Lin Y G, Wang M M, Lin B K, Zang E J, Li T C, Fang Z J 2009 Chin. Phys. Lett. 26 093202
[14]	Tian X, Chang H, Wang X L, Zhang S G 2010 Acta Optica Sinica 30 3 (in Chinese) [田晓、常宏、王心亮、张首刚 2010 光学学报 30 3]
[15]	Wang Y H , Yang H J , Zhang T C , Wang J M 2006 Acta Phys.Sin. 55 3403 (in Chinese) [王彦华、杨海菁、张天才、王军民 2006 55 3403]
[16]	Qiu Y, He J, Wang Y H, Wang J, Zhang T C, Wang J M 2008 Acta Phys. Sin. 57 6227 (in Chinese)[邱英、何军、王彦华、王婧、张天才、王军民 2008 57 6227]
[17]	Zhao P Y, Xiong Z X, Long Y, He L X, Lü B L 2009 Chin. Phys. Lett. 26 083702
[18]	Zhou S Y, Xu Z, Qu Q Z, Zhou S Y, Liu L, Wang Y Z 2009 Acta Phys. Sin. 58 1590 (in Chinese)[周蜀渝、徐震、屈求智、周善钰、刘亮、王育竹 2009 58 1590]

施引文献

[1]	Ludlow A D, Zelevinsky T, Campbell G K, Blatt S, Boyd M M, Miranda M H G, Martin M J, Thomsen J W, Foreman S M, Ye J, Fortier T M, Stalnaker J E, Diddams S A, Le Coq, Barber Z W, Pili N, Lemke N D, Beck K M, Oaters C W 2008 Science 319 1805
[2]	Baillard X, Fouché M, Targat R Le, Westergaard P G, Lecallier A, Chapelet F, Abgrall M, Rovera G D, Laurent P, Rosenbusch P, Bize S, Santarelli G, Clairon A, Lemonde P, Grosche G, Lipphardt B, Schnatz H 2008 Eur.Phys. J. D 48 11
[3]	Udem Th, Diddams S A, Vogel K R, Oates C W, Curtis E A, Lee W D, Itano W M, Drullinger R E, Bergquist J C, Hollberg L 2001 Phys. Rev. Lett. 86 4996
[4]	Ma L S, Bi Z Y, Bartels A, Robertsson L, Zucco M, Windeler R S, Wilpers G, Oates C, Hollberg L, Diddams S A 2004 Science 303 1843
[5]	Fortier T M, Ashby N, Bergquist J C, Delaney M J, Diddams S A, Heavner T P, Hollberg L, Itano W M, Jefferts S R, Kim K, Levi F, Lorini L, Oskay W H, Parker T E, Shirley J, Stalnaker J E 2007 Phys. Rev. Lett. 98 070801
[6]	Uzan J P 2003 Rev. Mod. Phys. 75 403
[7]	Takamoto M, Katori H 2003 Phys. Rev. Lett. 91 223001
[8]	Xu X, Loftus T H, Hall J L, Gallagher A, Ye J 2003 J. Opt. Soc. Am. B 20 968
[9]	Barber Z W, Hoyt C W, Oates C W, Hollberg L 2006 Phys. Rev. Lett. 96 083002
[10]	Shen N C, Wei ZY, Nie Y X 2004 Chinese Journal of Quantum Electronics 2 21 (in Chinese) [沈乃澂、魏志义、聂玉昕 2004 量子电子学报 2 21]
[11]	Zhang Y Q, Tan L, Zhu Z H, Liu L W 2010 Chin. Phys. B 19 3033202
[12]	Li Y M, Yang D H, Wang Y Q 1998 Acta Phys. Sin. 7 07060414
[13]	Wang S K, Wang Q, Lin Y G, Wang M M, Lin B K, Zang E J, Li T C, Fang Z J 2009 Chin. Phys. Lett. 26 093202
[14]	Tian X, Chang H, Wang X L, Zhang S G 2010 Acta Optica Sinica 30 3 (in Chinese) [田晓、常宏、王心亮、张首刚 2010 光学学报 30 3]
[15]	Wang Y H , Yang H J , Zhang T C , Wang J M 2006 Acta Phys.Sin. 55 3403 (in Chinese) [王彦华、杨海菁、张天才、王军民 2006 55 3403]
[16]	Qiu Y, He J, Wang Y H, Wang J, Zhang T C, Wang J M 2008 Acta Phys. Sin. 57 6227 (in Chinese)[邱英、何军、王彦华、王婧、张天才、王军民 2008 57 6227]
[17]	Zhao P Y, Xiong Z X, Long Y, He L X, Lü B L 2009 Chin. Phys. Lett. 26 083702
[18]	Zhou S Y, Xu Z, Qu Q Z, Zhou S Y, Liu L, Wang Y Z 2009 Acta Phys. Sin. 58 1590 (in Chinese)[周蜀渝、徐震、屈求智、周善钰、刘亮、王育竹 2009 58 1590]

[1]	王倩, 魏荣, 王育竹. 原子喷泉频标:原理与发展. , 2018, 67(16): 163202. doi: 10.7498/aps.67.20180540
[2]	管桦, 黄垚, 李承斌, 高克林. 高准确度的钙离子光频标. , 2018, 67(16): 164202. doi: 10.7498/aps.67.20180876
[3]	张国博, 邹德滨, 马燕云, 卓红斌, 邵福球, 杨晓虎, 葛哲屹, 银燕, 余同普, 田成林, 甘龙飞, 欧阳建明, 赵娜. 激光脉冲形状对弓形波电子俘获的影响. , 2013, 62(20): 205203. doi: 10.7498/aps.62.205203
[4]	张国博, 马燕云, 邹德滨, 卓红斌, 邵福球, 杨晓虎, 葛哲屹, 余同普, 田成林, 欧阳建明, 赵娜. 激光脉冲的横向波形对弓形波电子俘获的影响. , 2013, 62(12): 125205. doi: 10.7498/aps.62.125205
[5]	羊奕伟, 刘荣, 严小松. 钍俘获反应率离线伽马测量方法. , 2013, 62(3): 032801. doi: 10.7498/aps.62.032801
[6]	林宏奂, 蒋东镔, 王建军, 李明中, 张锐, 邓颖, 许党朋, 党钊. 用于神光Ⅲ原型装置精密物理实验的时标激光系统. , 2011, 60(2): 025208. doi: 10.7498/aps.60.025208
[7]	张鹏飞, 李刚, 张玉驰, 杨榕灿, 郭龑强, 王军民, 张天才. 光致原子解吸附对冷原子磁光阱装载的动力学研究. , 2010, 59(9): 6423-6429. doi: 10.7498/aps.59.6423
[8]	韩国霞, 韩一平. 激光对含偏心核球形粒子的辐射俘获力. , 2009, 58(9): 6167-6173. doi: 10.7498/aps.58.6167
[9]	张林, 徐送宁, 李蔚, 孙海霞, 张彩碚. 小尺寸铜团簇冷却与并合过程中结构变化的原子尺度研究. , 2009, 58(13): 58-S66. doi: 10.7498/aps.58.58
[10]	杜润昌, 陈杰华, 刘朝阳, 顾思洪. CPT原子频标实验研究. , 2009, 58(9): 6117-6121. doi: 10.7498/aps.58.6117
[11]	杨浩, 冯国英, 朱启华, 张大勇, 周寿桓. 聚焦光场俘获微球的FDTD分析. , 2008, 57(9): 5506-5512. doi: 10.7498/aps.57.5506
[12]	毛邦宁, 潘佰良, 陈钢, 夏婷婷. 碱土金属原子激光的共振辐射俘获效应. , 2006, 55(4): 1793-1797. doi: 10.7498/aps.55.1793
[13]	王彦华, 杨海菁, 张天才, 王军民. 用吸收法对铯原子磁光阱中冷原子数目的测量. , 2006, 55(7): 3403-3407. doi: 10.7498/aps.55.3403
[14]	杨威, 蔡晓红, 于得洋. 紧耦合方法研究离子原子碰撞的单俘获过程. , 2005, 54(5): 2128-2132. doi: 10.7498/aps.54.2128
[15]	印建平, 高伟建, 刘南春, 王义遒. 全光学冷却与囚禁133Cs原子玻色-爱因斯坦凝聚的可能性. , 2001, 50(4): 660-666. doi: 10.7498/aps.50.660
[16]	董国轩, 王世亮, 戴松涛, 李春明, 陈瓞延, 罗初平, 海松, 甘良兵, 黄春辉. 碳笼俘获钇原子的激光消融质谱研究. , 1997, 46(9): 1670-1673. doi: 10.7498/aps.46.1670
[17]	初鑫钊, 刘淑琴, 董太乾. 铷原子频标中的微波功率频移. , 1994, 43(7): 1072-1076. doi: 10.7498/aps.43.1072
[18]	张历宁, 戴元本. 原子核中μ介子的辐射俘获. , 1961, 17(1): 41-44. doi: 10.7498/aps.17.41
[19]	彭宏安, 夏宇正, 黄世益, 曹亨道. μ^-介子在Be⁷原子核上的俘获. , 1960, 16(7): 379-385. doi: 10.7498/aps.16.379
[20]	朱家珍, 周光召, 彭宏安. μ^-介子在He³原子核上的俘获. , 1960, 16(2): 61-69. doi: 10.7498/aps.16.61

计量

文章访问数: 9059
PDF下载量: 852
被引次数: 0

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

搜索

留言板