Управление движением атомов магния резонансным лазерным излучением

• Автор: Бонерт, Анатолий Эрнстович
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 108 с. : ил.

В1 Актуальность темы диссертации

В2. Атомно-оптический интерферометр

ВЗ. Пучки холодных атомов

В4. Источники резонансного излучения для управления

движением атомов магния

В5. Содержание диссертации

Глава 1. Экспериментальная установка по управлению движением атомов магния

1.1. Лазерная система на 457 нм

1.1.1. Титан-сапфировый лазер на 914 нм

1.1.2. Генерация второй гармоники в кристалле ІЛЮ

1.2. Лазерная система на 285 нм

1.2.1. Лазер на красителе на 570 нм
1.2.2. Г енерация второй гармоники в кристалле ВВО
1.2.3. Система стабилизация частоты источника излучения
1.3. Вакуумная камера и источник теплового магниевого пучка —36 Выводы к главе
Глава 2. Атомно-оптический интерферометр на пучке атомов магния
2.1. Схема атомно-оптического интерферометра
2.2. Экспериментальная реализация атомно-оптического
интерферометра на тепловом пучке атомов магния
Выводы к главе
Глава 3. Физический репер частоты перехода ’80 - 3Рі атома магния
3.1. Конструкция магниевой ячейки
3.2. Резонансы насыщенного поглощения
на переходе 'Зо-3?] атомов магния
Выводы к главе

Глава 4. Экспериментальная методика замедления
теплового магниевого пучка
4.1. Магнитная система зеемановского замедлителя
4.1.1. Выбор <т -компоненты
4.1.2. Методика расчета замедляющей системы
с поперечным полем
4.2. Согласование атомного и лазерного пучков в
зеемановском замедлителе
4.3. Устойчивость замедления атомов
4.4. Отклонение магниевого пучка
4.5. Зеемановский анализатор скоростного распределения пучка
4.6. Эффективность захвата и удержания
атомов пучка в режиме замедления
4.7. Вывод охлажденного пучка из резонансного взаимодействия
4.8. Времяпролетный анализатор скоростного распределения пучка—94 Выводы к главе
Заключение
Литература

В1. Актуальность темы диссертации
Первыми экспериментами по изучению механического действия света на атомы принято считать опыты Лебедева [1] по определению силы светового давления на газы и опыты Фриша [2] по отклонению пучка атомов натрия резонансным излучением газоразрядной лампы, в которых была продемонстрирована передача атому импульса фотона. Появление лазерных источников света, дающих мощное монохроматическое, перестраиваемое по частоте излучение, придало мощный импульс направлению работ по теоретическому и экспериментальному изучению проблемы воздействия светового излучения на пространственное движение атомов, механического действия света на атомы и связанных с ним эффектов [3-8]. Высокая спектральная яркость и монохроматичность лазерного излучения позволяют в условиях резонанса излучения с атомным переходом обеспечить скорость передачи импульса фотонов, близкую к предельной, определяемой временем жизни верхнего уровня перехода. Высокая направленность и пространственная когерентность лазерного излучения и возможность управления его интенсивностью, частотой и поляризацией позволяют создавать силовые поля различных пространственных конфигураций, комбинируя лазерные лучи и внешние поля.
Таким образом, удается поддерживать значительное световое давление на атом в течение длительного времени, достаточного, например, для замедления атомов от тепловых скоростей до нулевых или для удержания охлажденных атомов в ловушке. Важным свойством лазерного охлаждения является возможность увеличения плотности атомов в фазовом пространстве. Известная теорема Лиувилля о постоянстве плотности ансамбля частиц в фазовом пространстве справедлива лишь для консервативных (потенциальных) сил. При квазирезонансном взаимодействии атомов с лазерным излучением силы, действующие на атомы, в общем случае

развитой в работе [71]. На рис. 13 сплошной линией представлена первая производная от контура линии поглощения, рассчитанная с использованием выражения (20) для экспериментальных значений параметров V, и величины пробной модуляции частоты лазера, равной 30 кГц. Экспериментально наблюдаемая форма линии качественно совпадает с расчетной. Разрешение дублета отдачи в нашем эксперименте позволяет утверждать об осуществлении когерентного разделения и сложения волн де Бройля атомов магния в геометрии четырех пространственно разнесенных бегущих волн, то есть о реализации атомно-оптического интерферометра. Выводы к Главе
1. Экспериментально показано, что созданный лазерный источник на 457 нм может быть использован для спектроскопии сверхвысокого разрешения магния на интеркомбинационном переходе 'Бо -3Р|.
2. Достигнутое спектральное разрешение в разнесенных полях на тепловом пучке атомов магния на уровне разрешение дублета отдачи является свидетельством создания атомно-оптического интерферометра нулевого порядка.