《超冷鐿原子亞穩態的非彈性碰撞效應實驗研究》是依託中國科學院精密測量科學與技術創新研究院，由賀凌翔擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：超冷鐿原子亞穩態的非彈性碰撞效應實驗研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：賀凌翔
- 依託單位：中國科學院精密測量科學與技術創新研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目主要以裝載到遠離共振光阱(FORT)中的超冷鐿原子(Yb)費米同位素為研究對象，通過507nm光抽運將原子直接製備到Yb原子的亞穩態3P2態上，通過改變勢阱參數，研究非彈性碰撞產生的物理機制以及能夠抑制這一非彈性碰撞過程的解決辦法，為探索通過減小碰撞頻移的影響來改善晶格光鐘的不確定性的相關研究作鋪墊。本項目主要涉及到1S0→3P2躍遷507nm雷射場的產生；532nm交叉FORT阱的裝載，3P2態原子數的測量等一些關鍵技術。與目前國際上的相關研究相比，利用超冷的171Yb費米同位素原子為研究對象，507nm光場能夠更有效的將原子到製備3P2態，同時利用緊束縛的交叉FORT阱，更便於研究非彈性碰撞過程的物理機制以及抑制手段，探索1S0→3P2躍遷507nm作為Yb原子晶格光鐘鐘躍遷的可行性。
結題摘要
本項目在三年研究期間，按照項目任務書的要求，基本完成了項目預定的研究任務。主要完成了鐿原子（Yb）費米同位素171Yb的囚禁和冷卻，以及在遠離共振光阱(FORT)中的裝載；並且在cross-FORT中進行了光學蒸發冷卻，實現了174Yb玻色同位素的玻色愛因斯坦凝聚。本項目主要以超冷鐿原子(171Yb)費米同位素為研究對象，通過507nm光抽運將原子直接製備到Yb 原子的亞穩態3P2 態上，通過改變勢阱參數，研究非彈性碰撞產生的物理機制以及能夠抑制這一非彈性碰撞過程的解決辦法，為探索通過減小碰撞頻移的影響來改善晶格光鐘的不確定性的相關研究作鋪墊。本項目中涉及到兩項關鍵技術：對應1S0→3P2 躍遷507nm 雷射場的產生，是其中一項關鍵技術。我們採用了一種簡化的倍頻方案，利用波導型周期極化的鈮酸鋰晶體（WG PPLN）將自製的1014nm的雷射直接倍頻獲得507nm的倍頻輸出。我們分別嘗試了兩種不同的耦合方式：光纖耦合與直接透鏡耦合，最終獲得約400μW的507nm雷射輸出。532nm 交叉FORT 阱的裝載是另一項關鍵技術。我們成功地將556nm green MOT重的冷原子裝載到了532nm的交叉FORT阱中，這樣同時解決了維持原子團具有較高的密度和維持較低溫度的問題。我們在交叉FORT阱中進行了光學蒸發冷卻，在溫度降至300nK的時候觀測到了174Yb玻色同位素的玻色愛因斯坦凝聚的形成。通過本項目的開展，我們獲得了鐿原子的另一個波長的鐘躍遷，它對於抑制鐿原子在光晶格中的碰撞頻移以及抑制黑體輻射頻移都具有重要的科學意義和套用價值。
