銣原子之表面磁光阱

Surface Magneto-Optical Trap for Rubidium Atoms

范子璿(Zi-Xuan Fan)

指導教授 ： 韓殿君

國立中正大學/理學院/物理學系/碩士(2014年)

摘要

本論文主要是利用雷射冷卻與捕獲 (laser cooling and trapping) 的

方式及原子晶片 (atom chip )系統來取得銣冷原子樣本,使其方便做冷原

子的探討與研究。以往捕捉冷原子的系統架設過於龐大複雜,所以我們

建立一套由磁光阱(magneto-optical trap) 和原子晶片式的表面磁光阱

(surface MOT) 共組系統使其精簡化。利用原子晶片上的導線設計,架

構出磁阱(magnetic trap),大幅縮減原子冷卻捕捉的系統大小。

實驗上,磁光阱是以紅調變 (red-detuned) 雷射光束的散射力

(scattering force) 來冷卻原子;利用光的旋性和外加反向電流線圈

(anti-Helmholtz Coil) 所產稱的四極磁場 (quadrupole magnetic field) 梯

度產生在位置上的侷限以捕獲它們。利用三對互相對打的光束在相空間

中三個維度上使其受到侷限。而鏡像磁光阱是利用原子晶片的鏡像反射

來減少光束的需求。本實驗中,為確認光源條件正確,我們在系統中,

除原子晶片之外,也同時設置另一獨立之磁光阱。該磁光阱亦可利用高

功率雷射來作光偶極阱。當光源條件確認無誤後,我們利用可切換式的

光路設計將光源導入表面磁光阱的冷原子團。

一旦表面磁光阱在原子晶片上捕捉到冷原子團,利用電腦控制晶片

導線上的電流,進行表面磁光阱之蒸發冷卻。並在未來架設邁克生干涉

儀(Michelson interferometer)中,利用相位移干涉法 (phase shifting

interferometry) 來探測冷原子。本論文中將詳述原子晶片實驗之設置、

方法、以及目前實驗結果。

關鍵字

原子晶片 ； 表面磁光阱 ； 冷原子

並列摘要

無資料

並列關鍵字

atom chip ； surface magneto optical trap ； cold atoms

參考文獻

[11] 陳宗謙, 碩士論文 “表面磁光阱之設計” 國立中正大學 (2012).

[9] 王士賓, 碩士論文 “磁光陷阱中色原子的飛行時間量測” 國立成功大學

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