激光频率锁定于Hz分辨镱原子Rabi/Ramsey光谱

发布时间：2024-02-04 19:17

　　高分辨光谱在时间/频率标准、基本物理常数测量、探索物理常数是否随时间变化等领域有着举足轻重的地位。高分辨光谱对激光频率变化十分敏感,通过将激光频率锁定在原子或分子的高分辨光谱上,可使激光频率获得长期稳定性、甚至非常高的频率精度,为深空导航、暗物质及暗能量探测、引力波探测等研究提供了必要的光源。本文实现了将冷镱原子装载入一维光晶格,装载原子数约为2万,原子温度为16mK。利用频率预锁定在30 cm长光学谐振腔的578 nm激光探测上述处于Lamb-Dicke区域的镱原子,得到了1.7 Hz宽的高分辨光谱(900 ms探测时间)。为了同时获得高激发率和窄线宽光谱,选用谱线宽度为4.2 Hz的Rabi光谱与宽度为3.3 Hz的Ramsey光谱分别作为激光频率控制光谱,实现了将上述578 nm激光的频率锁定在镱原子¹S₀(?)³P₀跃迁谱线。通过分时比对,得到锁定于镱原子钟跃迁的578 nm激光的频率不稳定度可达到5.4′10^-16/(?)。在实验的基础上,本文还分析展望了减小Dick...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-3磁场电流反馈装置简图

华东师范大学硕士论文10图2-3磁场电流反馈装置简图读取霍尔元件收集到的电压和数据采集卡模拟输出端的标准值通过一个运放得到误差信号，并且用一块模拟PID电路板将数字采集卡的模拟输出值作为参考标准，对控制磁场线圈电流的MOSFET栅源电压进行负反馈控制。通过计算，根据闭合线圈公式推....

图2-7调制转移光谱光路简图

华东师范大学硕士论文13管（PMT）收集的电压。按照Yb同位素丰度分布，可以得出钟跃迁需要的171Yb在频率751,527,375.4MHz处。为了让399nm激光起到稳定的冷却和囚禁的作用，需要把激光的频率锁定在一个频率基准上。在实验中采用了调制转移光谱（MTS）的方法获取误差....

图2-13原子在关闭囚禁光（1ms、5ms、8ms、12ms）在CCD上的图像

华东师范大学硕士论文19动，而原子团的半径也随着原子的热运动而逐渐增大，可以得出原子半径和温度之间的关系:22122212=…………………………..（2-5）图2-13原子在关闭囚禁光（1ms、5ms、8ms、12ms）在CCD上的图像0.000000.000020.000040....

图3-2光晶格中原子团CCD图像

华东师范大学硕士论文23之后准直成平行光，平行光束半径6mm，经过一个f=200mm的透镜后，束腰大小理论值为51m。图3-2光晶格中原子团CCD图像和测量二级冷却后原子团半径方法相同，用399nm近共振激光激发光晶格中囚禁的原子得到势阱中原子的图像从而计算出原子的半径。在本次实....

本文编号：3895714