超冷镱原子光缔合谱的研究

【摘要】冷原子的光缔合是研究冷原子碰撞、探测长程分子势、制备冷分子的重要方法。尤为重要的是,它还可以用来调节冷原子的S波散射长度,即实现所谓的光学Feshbach共振。本论文主要描述镱原子光缔合谱的实验研究。镱原子,做为一种类碱土金属元素,具有简单的超精细结构和较弱的互组跃迁。其光缔合谱的研究对实现基于超冷镱原子的精密测量、量子仿真和量子计算具有重要意义。超冷镱原子光缔合谱实验的关键在于制备超低温和高密度的原子样品。我们系统研究了镱原子的激光冷却、光阱装载和蒸发冷却技术,最终成功地探测到了高分辨的光缔合谱。论文工作概述如下：1.搭建了一种数字化的激光频率控制装置。利用该装置同时实现了两级冷却激光(399nm和556nm激光)的频率锁定,频率稳定度分别达到304kHz和200kHz。我们还测量了镱原子1S0→3P1互组跃迁的同位素频移和超精细分裂,测量精度达到100kHz量级。2.实现了镱原子从磁光阱(MOT)到远失谐光偶极力阱(FORT)的转移。典型实验条件下,FORT可囚禁约106个原子,温度约20μK。3.研究了一维FORT和交叉FORT中的蒸发冷却,并实现了174yb的玻色-爱因斯坦凝聚。观察到最大凝聚比约30%,凝聚体原子数目约4×104,相变临界温度在524nK到644nK之间。4.观察到温度约4μK的超冷174Yb原子在1S0→3P1互组跃迁的光缔合谱。在红失谐1GHz范围内总共探测到8条长程分子振转态共振谱线。这些谱线都具有亚兆赫兹级线宽。根据光缔合谱数据,我们计算获得了3P1态寿命。
【作者】龙云；
【导师】吕宝龙；
【作者基本信息】中国科学院研究生院（武汉物理与数学研究所），原子与分子物理，2014，博士
【关键词】超冷镱原子；远失谐光偶极力阱；光缔合；玻色爱因斯坦凝聚；

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