导读:本文包含了铯原子论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:缔合,激光,原子钟,原子,频率,光谱,伽利略。
铯原子论文文献综述
王军民,白建东,王杰英,刘硕,杨保东[1]（2019）在《瓦级319 nm单频连续紫外激光的实现及铯原子单光子Rydberg激发》一文中研究指出结合光纤激光器、光纤放大器和非线性光学高效频率转换技术及准位相匹配材料,服务于原子物理领域铯原子单光子跃迁里德堡激发的实际需求,研究并掌握了产生318. 6 nm波长连续单频紫外激光的关键技术。采用1 560. 5 nm与1 076. 9 nm连续激光先通过单次穿过PPLN非线性晶体和频,再经腔增强谐振倍频过程高效地产生了输出功率大于2 W的318. 6 nm紫外激光,半小时内,光功率的方均根起伏优于0. 87%。采用电子学边带锁频方案,实现了整个紫外激光系统在保持相对于高精细度超稳腔锁定条件下较大范围连续调谐,其连续调谐范围大于4 GHz,残余频率起伏约16 k Hz。采用本文研制的高功率窄线宽可调谐318. 6 nm紫外激光系统,在铯热原子气室中实现了6S_(1/2)→n P_(3/2)(n=70～100)的单光子跃迁里德堡激发,并对相关现象作了相关的理论分析与研究。采用纯光学探测方案观察到了318. 6 nm紫外激光对磁光阱中铯冷原子系综的单光子跃迁里德堡激发。(本文来源于《中国光学》期刊2019年04期）
史玉成[2]（2019）在《中国铯原子喷泉钟精度有望达到一亿年不差一秒》一文中研究指出本报讯 （记者史玉成）7月11日起，由欧盟主导的伽利略全球卫星导航系统出现故障，除测试中的两个卫星外，其余22个已投入正式使用的卫星全数“无法使用”，令系统陷入完全瘫痪状态。目前判定的故障原因是位于意大利的时间同步系统出现问题。卫星导航系统是基(本文来源于《中国质量报》期刊2019-07-18）
冯国胜[3]（2019）在《外场作用下超冷铯原子光缔合实验研究》一文中研究指出将分子冷却到一个极低的温度,为研究分子丰富的振转能级结构、分子反应动力学和分子间的长程相互作用奠定了基础。近年来,超冷分子已经被广泛的应用于量子精密测量,量子化学,量子计算和量子模拟等许多物理前沿问题的研究,引起了相关领域学者的广泛关注。因此,如何高效制备超冷分子样品成为一个关键的问题。目前,制备超冷分子最主要的方法是基于超冷原子样品的光缔合和Feshbach共振。为了提高超冷分子的产率和制备基态的超冷分子,人们在这两种技术的基础上提出了许多理论和实验方案。把这两种技术结合起来,在Feshbach共振附近研究超冷原子的光缔合,是当前研究的热点问题。进而发展出利用光缔合来操控磁Feshbach共振,利用磁Feshbach共振来优化光缔合的技术路线。本文主要围绕外场作用下超冷铯原子光缔合的实验研究进行展开,首先在高真空环境中制备出温度为μK量级的超冷铯原子样品,再将原子装载到悬浮的光学偶极阱中,通过光缔合技术制备出超冷铯分子,利用吸收成像法获得了共振磁场(d波Feshbach共振附近),以及非共振磁场操控下的俘获损耗光缔合光谱,并对其做了系统的研究。主要工作如下:1.在磁光阱中俘获超冷铯原子,原子的温度在百μK量级,之后通过压缩磁光阱技术提高原子样品密度,并利用光学粘团技术对原子进行预冷却,温度可以降到39μK左右。最后将原子装载到叁维的拉曼光晶格中,利用拉曼边带冷却技术将原子的温度降到~1.7μK,并将原子制备到F=3,m_F=3态。针对实验中激光频率的锁定,我们发展了一种基于Labview PID子VI和电脑声卡的锁频技术,通过波长计读取激光频率并传输给Labview程序,将激光器锁定在不跳模范围内的任意频率上。2.为了利用磁场和光场操控超冷铯原子间的相互作用,我们将原子装载到光学偶极阱中。此时原子的重力是不可忽略的,在竖直方向上形成一个破坏势。为了抵消原子的重力,分别对磁悬浮技术和光悬浮技术展开了研究。同时为了提高原子的相空间密度,我们搭建了Dimple光阱,研究了梯度磁场和偏置磁场下原子在光阱中的装载。3.对非共振磁场下超冷原子的光缔合进行了研究。在一个大的磁场范围内避开Feshbach共振位置,这样散射长度就随磁场均匀的变化。通过调节碰撞原子对的密度,改变了超冷原子形成超冷分子的光缔合率。我们利用单通道方势阱模型,以散射长度为控制参数,从理论上模拟了实验结果。4.我们测量了d波Feshbach共振附近的光缔合光谱,发现了非对称线型,从而证实了Fano效应,并且观测到了外部磁场对超冷原子分子耦合系统中Fano线型最大值和最小值的增强和抑制。与其他物理系统中观测到的标准的Fano共振相比,我们的实验结果里出现了一个非常明显的小峰。为了解释这一实验结果,我们发展了一种耦合的双Fano共振模型。(本文来源于《山西大学》期刊2019-06-01）
张传标[4]（2019）在《基于纳米光纤的铯原子塞曼频移率测量》一文中研究指出用量子力学去解释光、物质及其相互作用为操控光和物质的量子态开辟了新的途径。它让我们对量子物理有了更广泛的理解,由量子规则所控制的更先进技术也逐渐呈现出来。操控光和物质的量子态是当代物理的一项挑战。各种技术正在被用来控制光与物质相互作用,包括冷原子物理,腔量子电动力学(腔QED),集体超辐射发射等。本文中我们使用了纳米光纤实现了对光场的修饰,使光场呈现一种特殊的分布。光学纳米纤维因束腰部分的直径在亚波长范围,具有高功率密度,超低的饱和光强等优点,因此在光学耦合器件,光学操控以及量子存储方面具有广泛的应用。光学纳米纤维对光场具有极强的束缚能力,在其表面会形成光学消逝场。人们利用这一特性观察到了纳米光纤的电磁诱导透明现象,双光子跃迁以及全光学调制等。本文主要利用了纳米光纤对光场的强束缚能力研究了光学纳米纤维上光与原子的相互作用,主要包含纳米光纤上铯原子的吸收饱和效应,铯原子塞曼频移的测量。基于纳米光纤高功率密度的优点,我们只需要纳瓦量级的光强就能保证实验的顺利进行,这是相对于利用空间光去研究光与原子相互作用的优势。本文的研究内容如下:1.通过火焰刷技术成功拉制了锥形纳米光纤,拉制完成以后,在电子显微镜下测量的直径是500多纳米,透过率高达99%,保障了实验的正常进行。2.搭建了满足实验需求的光路以及真空系统。本文第叁章探究了纳米光纤上铯原子的吸收饱和特性,研究了影响铯原子吸收饱和特性的因素。第叁章的研究为第四章纳米光纤上铯原子塞曼频移的测量实验做了铺垫。3.设计了纳米光纤的加热结构。实验过程中,要控制合适的光纤加热温度,温度不能太高,防止光纤热胀冷缩而断裂,也要保证光纤表面温度高于真空腔体温度,防止原子在光纤表面的积累。4.测试了不同的光强和温度下纳米光纤上铯原子的吸收饱和现象。我们利用纳米光纤测量了不同磁场下铯原子的塞曼频移率,利用锥形纳米光纤系统实现了纳瓦量级的测量。(本文来源于《山西大学》期刊2019-06-01）
王家超[5]（2019）在《铯原子魔数波长光镊的构建及单原子俘获寿命改善》一文中研究指出单原子做为最基本的量子比特,对于研究光与物质相互作用基本原理具有独特的作用,可以为量子计算与量子通信,多量子节点网络的构建提供有力的工具。相比于其他的量子系统,中性原子具有容易操控,与外界电磁场相互作用小,可以保持较长的相干时间等优点。本文依据光与二能级原子相互作用基本理论,采用多能级模型计算了铯原子在光镊中的光频移,然后构建出魔数波长偶极力阱,由于魔数波长偶极力阱中原子俘获寿命很短,我们用谐振子模型分析了原子在光镊中的加热机制,然后增加了一套功率稳定反馈系统,通过降低光镊强度噪声,减少光镊对原子的参量加热,从而提高单原子的俘获寿命。本文工作主要包括以下几个部分:(1)介绍单色光与二能级原子相互作用基本理论,以及实验上单个原子的激光冷却和俘获、单原子阵列的构建。单原子与单原子阵列作为最基本的量子比特在量子计算、量子信息等方面的应用。(2)介绍光镊导致的原子能级频移,利用多能级模型计算铯原子D2线6S_(1/2)(F=4,m_F=+4)→6P_（3/2)(F’=5,m_F=+5)超精细能级在不同波长不同偏振光镊下的光频移。确定基态与激发态差分光频移为零的波长(我们称之为魔数波长),然后构建魔数波长光镊,并测量了单原子在魔数波长光镊中的光频移。单原子作为良好的单光子源,通过选择魔数波长使得上下能级差分光频移为零,可以有效压缩原子辐射光子的线宽,接近自然线宽,如此对于单光子源品质的提高具有很大的实际意义。(3)针对光镊强度起伏对阱中原子的加热问题,增加一套功率稳定反馈系统。以声光频移器(AOM)作为主要调控元件,采样部分输出功率,作为反馈信号输入PID,PID的输出作为调制信号,反馈在AOM驱动电压上,可以稳定AOM一级衍射光的输出,同时降低部分频域噪声,以及时域噪声。(4)降低光镊强度噪声可以有效延长光镊中原子的寿命。我们对比了在不同取样功率比例下时域上的功率稳定反馈效果,以及相同取样功率比例下频域上带宽的抑制效果。然后测量了对光镊加功率稳定反馈系统和不加情况下原子的俘获寿命,实验表明通过对光镊强度噪声的抑制可以将原子俘获寿命从200ms延长至1180 ms。(本文来源于《山西大学》期刊2019-06-01）
李鹏伟[6]（2019）在《外磁场对超冷铯原子光缔合共振频率偏移影响的研究》一文中研究指出上世纪末,碱金属中性原子的玻色爱因斯坦凝聚(BEC)和费米气体量子简并(DFG)的相继实现,超冷原子物理成为物理学前沿的研究热点。超冷原子样品在各种各样的物理问题中扮演着重要的角色(包括精密测量、量子信息处理以及量子模拟等)。人们期待在超冷分子系统中也可以取得同样的成就,由于超冷分子在本质上与传统的分子有差异,能级结构复杂,偶极-偶极相互作用容易被调控,振转自由度丰富等一系列特性,超冷分子也展现了令人憧憬的前景。在光缔合理论提出不久后,超冷碱金属分子先后在实验上获得,很好地验证了光缔合理论。最重要的是,2008年美国实验天体物理联合研究所的叶军教授小组通过受激拉曼绝热转移实现了40K87Rb分子到振转基态,为基态分子的研究提供了新的思路。虽然科学家产生、俘获和操控超冷分子的目标是各式各样的,以及跨学科的,但是他们制备分子的途径基本是一致的,一般采用光缔合(photoassociation,PA)和Feshbach共振的方法。本文制备超冷铯分子的方法是光缔合(PA),在此背景下,研究PA激光强度与光谱共振位置频移的线性规律。同时,结合单通道方势阱模型,理论解释了外磁场对超冷铯分子光谱共振位置频率移动影响的实验结果。主要的工作内容如下:一、将133Cs原子囚禁在磁光阱(MOT)中,随后,通过增加梯度磁场,降低泵浦光的功率,以及增大俘获光的失谐完成有效的压缩MOT,并利用光学粘团(optical molasses)将铯原子制备到超精细能级62S1/2,F=3态。通过拉曼激光作用的叁维拉曼边带冷却的降温操作,铯原子获得更低的温度且位于62S1/2,|F=3,mF=3;v=0>上。二、两束红失谐的大功率激光结合梯度磁场和偏置磁场构成磁悬浮的光学偶极阱,将铯原子装载在光阱的中心,获得高品质超冷133Cs原子。这里,激光的功率为7 W,偏置磁场为75 G,梯度磁场为31.13 G/cm。此时铯原子云的密度变大,温度～3.5 μpK,数目～2.5×105。随后,选择钛宝石激光器输出的852 nm激光入射到光阱中心,利用光缔合(PA)的方法,将[F=3,mF=3;v=0>态的铯原子形成6S1/2+6P1/2离解限下的Ou+态铯分子,且振动能级为vD-v=190。叁、改变光缔合激光强度,获得光谱共振位置频率移动与激光强度成线性关系。在不同的外磁场下,重复该实验过程,得到光缔合(PA)光谱的频移率依赖于外磁场。引入外磁场控制可调深度的单通道方势阱模型进行定量理论分析,研究外磁场影响原子在方势阱内的行为,进而影响铯原子的光缔合。实验上获得的铯原子光缔合(PA)光谱共振位置偏移率随外磁场的变化与理论解释结果符合得很好。(本文来源于《山西大学》期刊2019-06-01）
张锦芳,任雅娜,王军民,杨保东[7]（2019）在《铯原子激发态双色偏振光谱》一文中研究指出基于铯原子阶梯型6S1/2-6P3/2-8S1/2 (852.3 nm+794.6 nm)能级系统,一束波长为852.3 nm的圆偏振光作为抽运光,将室温下气室中的铯原子由基态6S1/2激发到中间激发态6P3/2并极化,另一束波长为794.6 nm的线偏振光作为探测光,其频率在6P3/2—8S1/2态之间扫描,经过原子气室后差分探测便可获得铯原子激发态6P3/2—8S1/2能级跃迁之间的双色偏振光谱.实验上系统地测量、分析了抽运光频率失谐、偏振,以及抽运光与探测光同反向实验构型对双色偏振光谱的影响,并将其用于794.6 nm半导体激光器的稳频,锁频之后,225 s内的残余频率起伏约为0.5 MHz.(本文来源于《物理学报》期刊2019年11期）
赵杏文,杨林,韦强,曹远洪,张首刚[8]（2019）在《激光抽运小型铯原子钟寿命设计及初步评估情况》一文中研究指出本文着重分析了影响光抽运铯原子钟寿命的因素,认为激光抽运型铯原子钟的寿命主要取决于铯泡充铯量、铯束管吸铯剂、激光二极管寿命叁个因素。另外,全寿命周期内激光的光强稳定性、激光系统的长期稳定锁定能力(自动稳频及参数自恢复)是影响整机指标的关键因素,因此也被纳入寿命研究的范畴。经过不断研究与改进,我们采用发散角在1°～3°的准直器,8g充铯量,可以保证10年以上的使用寿命;采用"集中式"与"分散式"吸铯剂,吸铯年限>10年;计算激光二极管激活能,改进设计和生产工艺,激光二极管失效年限>25年;激光自动稳频稳幅,保证了系统长期可靠运转。通过上述措施,所研制的激光抽运小型铯原子钟寿命理论计算值为10年以上。目前,1台样机已连续运转约4.5年,性能指标没有变差的趋势;对40台样品进行了温度、振动等试验考核,验证了产品的可靠性和长期寿命。(本文来源于《第十届中国卫星导航年会论文集——S06 时间基准与精密授时》期刊2019-05-22）
杨军,陈江,郑宁,王骥,马沛[9]（2019）在《星载铯原子钟的环境适应性研究》一文中研究指出传统热束磁选态铯原子钟因具有漂移率低、长期稳定度好和可靠性高的优点而被用于自主导航系统中,但在使用前还需要解决铯原子钟在微重力、机械振动、热真空等空间环境下面临的一系列苛刻的适应性问题。为了增强传统热束磁选态铯原子钟在空间环境中的适应性,采用仿真与试验相结合的研究方法对星载用铯原子钟从铯防溢、抗力学、热防护和磁屏蔽措施上进行了相关研究。在实施过程中对其进行了热、抗力学及磁敏感性等方面的设计、分析与优化,并通过了相关环境试验项目的考核,在大气及真空环境下所测试的各项指标均满足要求。研究结果表明,通过初步的境适应性改造后星载铯原子钟电性能样机的稳定度优于6E-13@1000s,磁敏感度-5.5E-14/Gauss,温度系数-7.4E-14/℃。此项工作为我国铯原子钟的空间应用奠定了基础。(本文来源于《第十届中国卫星导航年会论文集——S06 时间基准与精密授时》期刊2019-05-22）
毛惊涛[10]（2019）在《跟踪式铯原子激光磁力仪电子学系统设计》一文中研究指出得益于光物理领域的快速发展,高精度的磁场测量技术得到极大的发展,其被广泛应用于地质调查、矿藏勘探、生物磁场测量、军事监测、磁共振成像等领域。铯原子激光光泵磁力作为一种高精度的磁场测量仪器,具有灵敏度高、频率响应快、采样率高、功耗低等多种优点,成为当今世界各国磁力仪领域的研究热点。跟国外发达国家相比,我国对于光泵磁力仪的研究在一些技术指标上仍有很大的差距,且暂无成熟的产品。因此研究高性能指标的铯光泵磁力仪具有重要意义。本文首先介绍了跟踪式激光光泵磁力仪的研究背景及其原理,阐述了该磁力仪电子学系统的设计思想及整体设计方案。其次,针对电子学系统中的关键电路和信号处理中的关键技术进行了详细探讨。最后,论文还分析了跟踪式激光光泵磁力仪各功能模块和整机性能的测试方法和测试结果。该款磁力仪的电子学系统主要由激光器控制回路、射频场扫描控制回路、以及信号的检测与处理几个部分组成,其中关键部分为激光器温度控制电路、基于FPGA的多路相干信号源、数字锁相处理算法等。论文的主要研究工作也体现在这些方面,具体研究内容为:1)设计并优化了激光器温度控制电路,实现了激光器波长的稳定、提高了磁力仪灵敏度。温度直接影响激光器的输出波长,激光器温度的稳定与控制是磁力仪的关键技术之一。以MAX1978温度控制芯片为核心,对其外围核心元器件、PID电路参数、电路板布局、激光器保护电路等做出了大量优化,实现了控温快、体积小、安全性高的温控电路单元。经11小时长时间测试,该温控单元温度漂移低于0.003°C,VCSEL波长变化量小于0.14pm,温度步进连续可调。2)提出了基于FPGA的多路相干信号源方案,解决了跟踪式激光光泵磁力仪需四路相干信号的特殊需求,且体积小、易控制。信号分别提供给射频场扫描的扫描信号以及用于解调的相位相关的参考信号、提供给激光器稳频的控制信号以及由于解调的相位相关的参考信号。该单元采用基于FPGA的DDS设计方案实现,编写关键FPGA逻辑设计各路信号输出相位差精确可调、具有频率调制的扫描波形,设计了合适的硬件电路使输出频率达70KHz-350KHz,分辨率达0.35mHz。3)提出了数字锁相信号检测方案,设计了磁共振信号的数字锁相解调算法,实现了磁场的精确测量。使用MATLAB仿真分析了数字锁相器和滤波器的核心算法,并通过STM32实现了数字锁相功能,通过磁场信号和频率之间相应的拉莫尔系数是3.49857Hz/nT得到所测磁场的值,该方案能解调磁场对应的信号频率达到350KHz。(本文来源于《华中师范大学》期刊2019-05-01）
铯原子论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本报讯 （记者史玉成）7月11日起，由欧盟主导的伽利略全球卫星导航系统出现故障，除测试中的两个卫星外，其余22个已投入正式使用的卫星全数“无法使用”，令系统陷入完全瘫痪状态。目前判定的故障原因是位于意大利的时间同步系统出现问题。卫星导航系统是基
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
铯原子论文参考文献
[1].王军民,白建东,王杰英,刘硕,杨保东.瓦级319nm单频连续紫外激光的实现及铯原子单光子Rydberg激发[J].中国光学.2019
[2].史玉成.中国铯原子喷泉钟精度有望达到一亿年不差一秒[N].中国质量报.2019
[3].冯国胜.外场作用下超冷铯原子光缔合实验研究[D].山西大学.2019
[4].张传标.基于纳米光纤的铯原子塞曼频移率测量[D].山西大学.2019
[5].王家超.铯原子魔数波长光镊的构建及单原子俘获寿命改善[D].山西大学.2019
[6].李鹏伟.外磁场对超冷铯原子光缔合共振频率偏移影响的研究[D].山西大学.2019
[7].张锦芳,任雅娜,王军民,杨保东.铯原子激发态双色偏振光谱[J].物理学报.2019
[8].赵杏文,杨林,韦强,曹远洪,张首刚.激光抽运小型铯原子钟寿命设计及初步评估情况[C].第十届中国卫星导航年会论文集——S06时间基准与精密授时.2019
[9].杨军,陈江,郑宁,王骥,马沛.星载铯原子钟的环境适应性研究[C].第十届中国卫星导航年会论文集——S06时间基准与精密授时.2019
[10].毛惊涛.跟踪式铯原子激光磁力仪电子学系统设计[D].华中师范大学.2019
论文知识图
