基于旋转激光场的分子束光学斯塔克减速的理论研究

发布时间：2020-06-01 19:36

【摘要】：二十世纪晚期,科学工作者在冷原子方面的研究兴趣空前高涨,取得了许多重要的成就。随着冷原子研究的发展,大家开始关注冷分子可能呈现出的新的物理和化学现象,对其研究产生了极大的兴趣。长时间以来,科学工作者在冷分子的产生和操控等方面投入了大量的精力,相继发展了一系列方案和技术。由于每种方案和技术各有自身的优点和局限,因此探索和发展新方案和新技术的努力从未停止。本文提出了利用旋转激光场对超声分子束进行光学减速的方案,并对该方案在理论上做了具体的分析研究,随后在此基础上提出了光电复合型极性冷分子存储环方案。本文首先介绍了冷分子的相关知识和背景,主要包括冷分子的产生和存储等。随后介绍了分子与外场的相互作用,理论研究了ND_3分子在外电场中的能级移动;详细介绍了分子在高斯激光场中受到的光学偶极势以及光学偶极力,为我们后面的光学Stark减速方案的研究提供了理论依据。最后,本文提出了基于旋转激光场的分子束光学斯塔克减速的方案。理论研究了分子在旋转激光场中减速的动力学过程,推导了分子的动力学方程,并以ND_3分子为例进行了相应的数值模拟。分析了被减速分子束的空间和速度分布,以及相应的分子数目、密度等。在此基础上提出了新型光电复合型极性冷分子存储方案,可以实现对极性分子的光学Stark减速和静电存储。
【图文】：

图 1.2 超声分子束原理，膨胀前后分子速度。高压热气体膨胀穿过小孔进入真空腔。每一个箭头表示分子速度的方向和大小。下图为分子在容器中和在超声分子束中对应的速度分布。这里我们需要对分子减速和冷却有清晰的理解：分子减速是指将分子波包的中心速度降低，减小分子的动能；分子冷却是将分子波包的速度分布压窄，真空

图 1. 3 分子冷却（上图）和减速（下图）示意图 [27]要很好地操控该体系，最好使它的平动速度也要很了许多制备和操控冷分子的手段，，例如静电 Stark 减]、光学 Stark 减速[30]、速度滤波[31]、缓冲气体冷
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O562

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本文编号：2691967