基于小型化超高真空腔的磁光阱参数优化
发布时间：2021-02-13 08:44
冷原子物理是现代原子物理学的一个重要研究分支,在冷原子物理研究这个领域,低温气态原子的制备和获取是基于冷原子物理研究的第一步,在整个研究过程中扮演了至关重要的角色。本文介绍了常用的冷原子获取手段,在此基础上,介绍了用于磁光阱技术的真空系统,并详细阐述了该系统的整体结构和各个组件的作用。介绍了在真空系统中俘获低温铷原子的实验流程,并使用荧光收集法对俘获到的铷原子进行了原子数评估。针对磁光阱技术,分析了推送光、磁场梯度、地磁场、激光功率与失谐对最终俘获原子数的影响。推送光作为与原子近共振的激光,本身对原子具有辐射力。实验设计了用于推送光快速关断的机械快门,发现推送光间歇性开关比推送光常开时原子数提升了7倍。磁光阱的磁场梯度和地磁场会影响磁光阱的深度和位置,实验分析了真空系统的磁场对俘获原子数的影响,包括二维磁场、三维磁场以及地磁场。根据磁场梯度和磁场均匀性的要求,设计了用于实验的磁场线圈,根据实验结果进行了相关优化。磁光阱中冷却光功率会影响原子感受到的散射力,进而影响原子数。我们设计了基于数字频率合成的声光移频驱动模块,通过改变驱动模块的射频输出功率实现对冷却光功率的精确控制。发现在冷却光...
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 冷原子操作的基本原理
1.2.1 中性原子的静态磁场操控
1.2.2 中性原子的激光操作
1.2.3 中性原子在磁光阱中的操作
1.2.4 实验装置与原子俘获过程
1.2.5 原子数评估方法
1.3 论文结构
第二章 推送光参数优化
2.1 推送光关断原理
2.2 推送光优化过程与结果分析
2.3 本章小结
第三章 磁光阱磁场参数优化
3.1 地磁场优化
3.1.1 地磁场结构设计与仿真
3.1.2 地磁场参数优化过程与结果分析
3.2 三维磁光阱磁场优化
3.2.1 三维磁场结构设计与仿真
3.2.2 三维磁场参数优化过程与结果分析
3.3 二维磁光阱磁场优化
3.3.1 二维磁场结构设计与仿真
3.3.2 二维磁场参数优化过程与结果分析
3.4 本章小结
第四章 磁光阱光场功率优化
4.1 磁场阱光功率分配设计
4.2 声光调制原理
4.3 声光调制驱动模块设计
4.4 冷却光光功率优化过程与结果分析
4.5 再泵浦光光功率优化过程与结果分析
4.6 本章小结
第五章 磁光阱激光失谐优化
5.1 外腔式激光器锁频原理
5.2 激光失谐频率控制原理
5.3 信号发生器设计
5.4 失谐优化过程与结果分析
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
1 作者简介
2 攻读硕士学位期间发表的学术论文
3 参与的科研项目及获奖情况
4 发明专利
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]两台独立激光器拍频线型对线宽测量的影响[J]. 彭雪峰,马秀荣,张双根,任广军,刘涛. 中国激光. 2011(04)
[2]新一代惯性导航技术:冷原子陀螺仪[J]. 李润兵,王谨,詹明生. 全球定位系统. 2010(04)
[3]地磁场在导航定位系统中的应用[J]. 杨云涛,石志勇,关贞珍,李豫泽. 中国惯性技术学报. 2007(06)
[4]用于DDS系统相位累加器的加法器设计[J]. 张萍,高海霞,柴常春,杨银堂. 现代电子技术. 2007(13)
[5]用吸收法对铯原子磁光阱中冷原子数目的测量[J]. 王彦华,杨海菁,张天才,王军民. 物理学报. 2006(07)
[6]铬原子束的激光多普勒冷却[J]. 张文涛,李同保. 桂林电子工业学院学报. 2006(03)
[7]原子光学讲座 第一讲 几何与波动原子光学及其器件[J]. 印建平. 物理. 2006(01)
[8]MCH12140的原理及应用[J]. 司朝良. 国外电子元器件. 2002(08)
[9]地磁太阳黑子周变化起源的讨论[J]. 陈伯舫. 华南地震. 2001(03)
[10]南极中山站极光与地磁场扰动关系的分析[J]. 杨友华,汤克云,刘瑞源,胡红桥. 极地研究. 1999(03)
博士论文
[1]激光器中的自调制及不稳定性研究[D]. 李雷.山东大学 2013
[2]拉曼脉冲型原子干涉仪的基础研究[D]. 韩顺利.浙江大学 2010
硕士论文
[1]Rb-87原子密度的测量与激光放大器的制作[D]. 赵盟.华东师范大学 2015
[2]基于DSP的电力线载波通信系统设计与硬件实现[D]. 胡斌.西安电子科技大学 2010
本文编号：3032266
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 冷原子操作的基本原理
1.2.1 中性原子的静态磁场操控
1.2.2 中性原子的激光操作
1.2.3 中性原子在磁光阱中的操作
1.2.4 实验装置与原子俘获过程
1.2.5 原子数评估方法
1.3 论文结构
第二章 推送光参数优化
2.1 推送光关断原理
2.2 推送光优化过程与结果分析
2.3 本章小结
第三章 磁光阱磁场参数优化
3.1 地磁场优化
3.1.1 地磁场结构设计与仿真
3.1.2 地磁场参数优化过程与结果分析
3.2 三维磁光阱磁场优化
3.2.1 三维磁场结构设计与仿真
3.2.2 三维磁场参数优化过程与结果分析
3.3 二维磁光阱磁场优化
3.3.1 二维磁场结构设计与仿真
3.3.2 二维磁场参数优化过程与结果分析
3.4 本章小结
第四章 磁光阱光场功率优化
4.1 磁场阱光功率分配设计
4.2 声光调制原理
4.3 声光调制驱动模块设计
4.4 冷却光光功率优化过程与结果分析
4.5 再泵浦光光功率优化过程与结果分析
4.6 本章小结
第五章 磁光阱激光失谐优化
5.1 外腔式激光器锁频原理
5.2 激光失谐频率控制原理
5.3 信号发生器设计
5.4 失谐优化过程与结果分析
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
1 作者简介
2 攻读硕士学位期间发表的学术论文
3 参与的科研项目及获奖情况
4 发明专利
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]两台独立激光器拍频线型对线宽测量的影响[J]. 彭雪峰,马秀荣,张双根,任广军,刘涛. 中国激光. 2011(04)
[2]新一代惯性导航技术:冷原子陀螺仪[J]. 李润兵,王谨,詹明生. 全球定位系统. 2010(04)
[3]地磁场在导航定位系统中的应用[J]. 杨云涛,石志勇,关贞珍,李豫泽. 中国惯性技术学报. 2007(06)
[4]用于DDS系统相位累加器的加法器设计[J]. 张萍,高海霞,柴常春,杨银堂. 现代电子技术. 2007(13)
[5]用吸收法对铯原子磁光阱中冷原子数目的测量[J]. 王彦华,杨海菁,张天才,王军民. 物理学报. 2006(07)
[6]铬原子束的激光多普勒冷却[J]. 张文涛,李同保. 桂林电子工业学院学报. 2006(03)
[7]原子光学讲座 第一讲 几何与波动原子光学及其器件[J]. 印建平. 物理. 2006(01)
[8]MCH12140的原理及应用[J]. 司朝良. 国外电子元器件. 2002(08)
[9]地磁太阳黑子周变化起源的讨论[J]. 陈伯舫. 华南地震. 2001(03)
[10]南极中山站极光与地磁场扰动关系的分析[J]. 杨友华,汤克云,刘瑞源,胡红桥. 极地研究. 1999(03)
博士论文
[1]激光器中的自调制及不稳定性研究[D]. 李雷.山东大学 2013
[2]拉曼脉冲型原子干涉仪的基础研究[D]. 韩顺利.浙江大学 2010
硕士论文
[1]Rb-87原子密度的测量与激光放大器的制作[D]. 赵盟.华东师范大学 2015
[2]基于DSP的电力线载波通信系统设计与硬件实现[D]. 胡斌.西安电子科技大学 2010
本文编号：3032266
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/wulilw/3032266.html
