近期，中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所中科院量子光學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室冷原子物理研究團(tuán)隊(duì)在刻畫各向同性激光冷卻性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)研究中取得新進(jìn)展，該進(jìn)展將有助于推進(jìn)各向同性激光冷卻在量子傳感中的應(yīng)用，相關(guān)工作發(fā)表在Optics Express。

冷原子量子傳感在量子科技研究中受到越來(lái)越多的關(guān)注，而各向同性激光冷卻是該領(lǐng)域一個(gè)很有前景的方向，優(yōu)點(diǎn)包括緊湊性、魯棒性、光學(xué)對(duì)準(zhǔn)精確度要求較低和不需要外加磁場(chǎng)等，對(duì)于野外和空間應(yīng)用具有良好的適應(yīng)性。研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)量子傳感的需求設(shè)計(jì)并演示了一種特殊形式的各向同性激光冷卻系統(tǒng)，它的腔內(nèi)漫反射光場(chǎng)是通過(guò)空心光束注入到腔內(nèi)產(chǎn)生的，同時(shí)探測(cè)光在頻率穩(wěn)定和功率穩(wěn)定兩個(gè)方面得到了改進(jìn)，從而顯著提升了探測(cè)信號(hào)的信噪比。基于該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，研究團(tuán)隊(duì)詳細(xì)測(cè)量了各向同性激光冷卻的一系列基本特性，并且通過(guò)結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果和計(jì)算模擬，針對(duì)該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中各向同性激光冷卻的基本物理過(guò)程進(jìn)行了定量描述。腔內(nèi)漫反射光場(chǎng)的有效強(qiáng)度是一種較難直接測(cè)定的重要參量，在這一實(shí)驗(yàn)新進(jìn)展中，它的值得到了準(zhǔn)確的推斷。

圖1.實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)時(shí)序示意圖

圖2.高重頻光纖激光裝置示意圖

圖3.通過(guò)測(cè)定冷卻激光失諧量與冷原子數(shù)的關(guān)系計(jì)算腔內(nèi)漫反射光場(chǎng)的有效飽和因子

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