《積分球雷射冷卻氣體原子機理研究》是依託中國科學院上海光學精密機械研究所，由劉亮擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：積分球雷射冷卻氣體原子機理研究
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：劉亮
- 依託單位：中國科學院上海光學精密機械研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
目前直接從背景氣體中獲得冷原子的方法是光學黏膠和磁光陷阱，這兩種方法各有優缺點。我們發展了一種新的雷射冷卻方法，即積分球雷射冷卻。利用雷射注入積分球產生的漫反射光和背景氣體原子相互作用，選擇合適的雷射頻率，實現從背景氣體中直接冷卻原子。這種方法的優點是無需磁場，雷射不需要準直，因此具有簡單可靠的優點。同時，由於漫反射光的特性，雷射冷卻效率較光學黏膠和磁光陷阱冷卻的效率高。而積分球冷原子具有一些獨特的特性，可以作為一種新型的冷原子源進行全新的冷原子物理研究。本項目將在積分球雷射冷卻成功的基礎上，首先研究大尺度積分球雷射冷卻，以期獲得國際上最多的冷原子數。然後，將研究在雷射作用下冷原子在積分球中的動力學行為，包括冷原子分布的壓縮和轉移。利用獲得的冷原子，本項目將研究冷原子中的一系列現象，包括電磁感應透明，冷原子的消相干機理等。這些結果將對提高冷原子鐘的性能有重要意義。
結題摘要
本課題的目標是實現高精度積分球冷原子鐘的物理問題研究，通過本課題的執行，實現積分球冷原子鐘的絕大部分原理問題已經解決，大部分研究為本課題獨創，獲得了較好的成果。其中重要結果為：實現了大積分球的雷射冷卻原子；實現絕熱冷卻，降低冷原子溫度；獲得了線寬13.5Hz的Ramsey干涉條紋；利用脈衝冷卻技術，原子鐘運行周期縮短一個量級；冷原子密度分布操控；實現了低相噪的微波頻率綜合器；退相干研究；微重力環境下雷射冷卻研究；首次在冷原子中採用偏振探測方法中獲得了高對比度的Ramsey干涉條紋；成功實現積分球和微波腔一體化；積分球原子鐘穩定度評估，秒穩定度已經達到了3.2E-13，比項目執行前幾乎提高了2個數量級，和國際最好水平相當。
