用短程飞行时间谱对铯MOT温度的测量以及铯MOT中冷原子吸收光谱研究

【摘要】 介绍采用短程飞行时间 (Time -of -flight :TOF)吸收谱测量铯磁光阱 (MOT)中冷原子云温度的实验方案和结果。MOT中冷原子的温度是一个非常重要的参数。与通常的飞行时间荧光谱方法不同 ,我们采用短程飞行时间吸收谱来测量MOT温度。在MOT区域下方h处打一束柱状探测光束 (实验中我们对于h =2mm～ 8mm的情况作了对比研究 ) ,释放冷原子云后在其膨胀和自由下落过程中穿过探测光束即可测得TOF吸收谱 ,由此可推知MOT温度。在直径约 15mm的六束冷却与俘获光每束 8mW功率、相对于铯D2线Fg =4 -Fe =5冷却循环跃迁红失谐约 10MHz、四极磁场轴向梯度约 11Gauss/cm的条件下 ,由h =3mm时典型的短程TOF吸收谱推得相应的冷原子温度约 70 μK ,低于铯原子多普勒冷却极限TD=12 5 μK。此外 ,在冷却光及repumping光均开启的情况下 ,我们还对于MOT中冷却与俘获的铯原子的吸收光谱进行了研究 ,并使用Dress原子模型作了相应的分析。更多还原