量子縮退原子－イオン混合系の超高空間分解観測および制御

量子简并原子离子混合系统的超高空间分辨率观测与控制

基本信息

批准号：
11J00618
负责人：
柴田康介
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J00618/
关键词：
原子・分子物理量子エレクトロニクス

项目摘要

2次元光格子ポテンシャル中の原子からの発光を、開口数(NA)=0.75の対物レンズを含む倍率100倍の結像系を通して観測することに成功した。まず、水平方向の光格子用ビーム(波長532nm)が入る2軸(x、y軸と呼ぶ)それぞれに沿って、波長556nmのビームを照射ならびにミラーでの打ち返しにより光モラセスを作り、原子を発光させた。これに関し、x、y軸方向について、6μmの周期の発光の強度分布を観測した。私は、これが、モラセス光が作る定在波のピッチと光格子のピッチとの相違に起因して生ずる干渉パターン(いわゆるMoireパターン)であることを確認した。実際、光モラセス光を打ち返すためのミラー位置を変調することで、強度分布が一様になることも確認した。このMoireパターンが観測できたということは、確かに原子が、光格子ポテンシャルの中で発光していること、ならびに、少なくとも数μmの原子の空間構造をとらえられるイメージング系を開発できたということを意味している。さらに、私は、より高い分解能を得るため波長399nmの光をプローブに用い、同時に波長556nmの光で原子を冷却し光ポテンシャルから原子が逃げるのを防ぐ"2重光モラセス"による発光イメージングにも成功した。私は、2重光モラセスにより、CCDカメラにて1原子からの発光観測に十分な発光(1原子あたり最大400photons)の観測を達成した。また、光格子のビームのガウシアンプロファイルによる光強度の空間不均一を利用した高空間分解制御を目指し、私は、基底状態1S0状態と3P2状態間の超狭線幅の波長507nmの光学遷移を用いて、非常に深い2次元光格子中の原子の分光実験を行った。空間分解に適した最大数MHzのライトシフト、および、幅広いスペクトル分布が得られることを確認した。

我们已经成功地观察到通过成像系统的二维光学晶格电位中的原子发射，其放大倍率为100倍，其中包括具有数值孔径（NA）= 0.75的客观镜头。首先，放置了一个556 nm的光束沿两个轴（称为X和Y轴），放置了光栅的水平光束（波长532 nm），并通过照射556 nm的光束创建光学糖浆，并用镜子启动它，从而使原子散发出原子的光。关于这一点，在X和Y轴上观察到了在6μM时期的发射时强度分布。我已经确认，这是一种干扰模式（所谓的摩尔模式），由于糖蜜光与光学晶格的俯仰所产生的直立波的距离之间的差异而发生。实际上，已经证实，强度分布通过调节光糖蜜光的镜面位置而变得均匀。观察到这种摩尔模式的事实无疑意味着原子在光学晶格电位内发出光，并且可以开发成像系统，以捕获至少几μm的原子的空间结构。此外，我将波长为399 nm的光作为探针来获得更高的分辨率，同时，我成功地执行了“双光糖蜜”，用光线为556 nm的光冷却原子，以防止原子从光电位中逸出。使用双光糖蜜，我对使用CCD摄像机从一个原子中观察到足够的发射（每个原子最多400个Photosons）进行了观察。此外，我旨在通过光强度在光强度下使用空间不均匀性来实现高空间分辨率控制，这是由于光栅光束的高斯轮廓，并使用超纳罗线宽度的光学过渡到基态1S0和3p2状态之间的507 nm宽度，我进行了光谱实验，我进行了两种深度的良好的态度。据证实，最多可用于空间分辨率的几个MHz的光偏移可以获得广泛的光谱分布。