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量子光学实验室首次实现积分球冷却气体原子

导读: 量子光学实验室积分球小组利用国产的高反射率陶瓷积分球(反射率98%),首次在国内实现了积分球冷却气体原子。

    量子光学实验室积分球小组利用国产的高反射率陶瓷积分球(反射率98%),首次在国内实现了积分球冷却气体原子。


    积分球冷却方法是上海光机所王育竹在1979年成都“光频标方案论证会”上提出的激光冷却气体原子的原创新思想,曾在原子束中观察到冷却现象,但长期未能获得积分球内的冷却结果。经多年的努力终于在今年二月获得了积分球冷却气体原子的结果。把冷却光通过多模光纤导入积分球内,获得了原子数达到109的冷原子,比通常的光学粘胶冷却大两个数量级。研究人员测量了积分球冷原子的吸收谱,研究了积分球冷原子对弱探测光的瞬间响应,观察到了冷原子在积分球内的激发、扩散以及自由下落过程。这是在全光激光冷却原子方面取得的重要进展,是实现积分球原子钟的关键一步。


    积分球冷却的优点首先在于它是全光冷却,没有磁光阱捕获冷原子需要的大磁场,所以功耗低;其次,相比光学粘胶而言,积分球冷却可以捕获更宽速度范围内的原子,冷却效率高;所以积分球冷却超冷原子源是空间原子钟理想的选择。另外,积分球冷却不受积分球几何形状的限制,而且还可以把积分球同时作为微波腔,它有体积小、重量轻、结构简单等优点,所以可以把积分球原子钟制成星上原子钟,提高原子钟的准确度和稳定度,应用于导航定位系统,因此,积分球原子钟有很大的应用前景。(wenjing)

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