导读:本文包含了激光囚禁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:量子,激光,离子,分子,哈密,光学,效应。
激光囚禁论文文献综述
陈涛,颜波[1]（2019）在《极性分子的激光冷却及囚禁技术》一文中研究指出分子由于其不同于原子的特殊性质,在原子、分子和光物理研究中有其独特的地位.冷分子研究已经开展了二叁十年,取得了很多重大的进展.但是以斯塔克减速器为代表的传统冷却方案遇到瓶颈,很难进一步提高分子的相空间密度.将原子中成熟的激光冷却技术拓展到极性分子中是本领域近年来的重大突破,使得冷却和囚禁分子的范围得以大大扩展,分子的相空间密度也得以提高.本文对国内外激光冷却极性分子的最新成果进行综述,并以BaF分子为例介绍激光冷却极性分子的相关理论和技术,包括分子能级结构分析及精密光谱测量,采用缓冲气体冷却进行态制备和预冷却,以及通过冷分子束研究激光与BaF分子间的相互作用.这些为后续开展激光冷却与囚禁实验研究奠定了基础,也为开展其他新的分子冷却实验提供了参考.(本文来源于《物理学报》期刊2019年04期）
许亮[2]（2017）在《分子激光冷却、磁光囚禁与电子电偶极矩测量的理论研究》一文中研究指出近叁十年来冷原子技术飞速发展,取得了一系列重大成就,也使得相关领域发生了革命性的改变。然而分子具有更丰富的内态结构,更具广泛的应用价值,例如异核双原子分子具有永久电偶极矩,它可以产生长程可调谐的,各向异性的偶极相互作用,再结合超冷温度下对分子自由度的精确操控,使得冷分子成为量子模拟和量子计算的理想载体;超冷分子气体也为化学反应动力学的研究提供了独特的环境,同时还可以用该系综来进行各种精密测量实验,探索超越标准模型的新物理等。然而由于分子的自由度十分复杂,冷原子技术无法简单有效地拓展到分子体系,于是科学家们发展了许多其它制备冷分子的方法,从绝热膨胀的超声分子束,到缓冲气体冷却的慢分子束;从静电Stark(静磁Zeeman)减速器到最近的激光冷却与磁光囚禁技术,每一步的技术革新都如此困难又富有挑战性。本文首先聚焦于分子的静电操控,我们利用比微扰理论更准确的矩阵对角化方法,对各种对称性分子转动态的Stark效应进行详细地理论研究,同时总结并解释了一些非常有价值的规律,例如线性分子没有一阶Stark效应;对称陀螺分子具有很强的一阶效应;分子的转动基态都是强场搜寻态;重原子分子的弱场搜寻态很容易变成强场搜寻态;静电场作用下磁量子数绝对值|MJ|相同的态仍处于简并态等,这些理论研究为我们小组的静电操控实验做了充分的理论准备。另外我们还利用有效哈密顿量方法,分析了双原子分子常见的洪特情况(a)和(b),研究了它们的转动态,精细结构和超精细结构下的Stark和Zeeman效应。而这些方法具有通用性,对同类的分子仍然适用,为后续的实验工作做好理论铺垫。其次我们提出了一个新的激光冷却的候选分子——24Mg19F自由基,并分析其实验可行性。首先确认其激发态寿命和波长,用叁种方法计算A态到X态的夫兰克-康登因子和振动分支比。再利用有效哈密顿量方法详细计算了 X态的超精细结构,我们发现用两束激光和它们的一级边带就可以实现MgF分子有效的激光冷却。同时研究了 MgF自由基超精细结构角动量的相互耦合和磁属性,为接下来的磁光囚禁做好准备。我们还对另一个分子138Ba19F激光冷却的可行性进行了分析,它的相关波长在半导体激光器波段,再次用叁种方法确认了它高度对角化的振动分支比,发现四束激光才可能实现它有效的减速和冷却。我们还估算了它亚稳态A'的真实组分和能级寿命,可以用准确计算的微波频率耦合前叁个转动态的办法来解决布居数泄露(A→A')问题。还有它的A态寿命较长(56ns),很容易实现激光扫频的多普勒冷却。接着,我们建立一个新的叁维磁光阱模型,利用速率方程首先对原子磁光囚禁进行详细地动力学研究。主要分析上下能级的角动量,g因子和激光偏振组态对回复力的影响,得到了一些有用的结论。再将上述模型和结论拓展到MgF体系中,通过计算我们发现由于MgF自由基的上能级g因子太小,它在磁光阱中受到的囚禁力比原子小叁个量级,几乎不能被磁光囚禁。然后我们又研究了它在磁场和激光偏振同步调制的射频磁光阱中的动力学,发现当调制频率为几十兆赫兹时,MgF分子受到的囚禁加速度几乎与原子Ⅱ型磁光阱中的加速度相当,因此对于本组实验的MgF分子,射频磁光阱是个理想的选择。最后聚焦于冷分子的重要应用,我们提出了利用208Pb19F自由基测量电子电偶极矩的想法。首先讨论基于PbF分子测量电子电偶极矩的基本原理;接着利用有效哈密顿量方法研究了它精细和超精细结构的外场效应,给出分子内部有效场和等效g因子随外电场的变化关系。发现在10kV/cm的外电场下,分子内部有很强的宇称和时间反演破缺效应,其有效电场强度为32.36GV/cm,而测量态J为1/2的Ω双分裂超精细结构的等效g因子分别为-0.0221和0.0621,是一个很好的对磁场不敏感的体系。我们进一步给出了利用Ramsey分离振荡场干涉仪测量电子电偶极矩的实验方案,并尝试评估了一些测量误差。(本文来源于《华东师范大学》期刊2017-04-10）
王平,吴俊芳,廖庆洪,鄢秋荣,刘晔[3]（2016）在《驻波激光场中囚禁离子的线性熵和量子态转移研究》一文中研究指出运用量子纠缠和线性熵理论,研究了驻波激光场中囚禁离子的线性熵和量子态转移.讨论了相干角、离子的相对位相、离子与驻波激光场之间的耦合强度以及失谐量、Lamb-Dicke参数对离子线性熵的影响.结果表明,在一定的条件下可以实现囚禁离子的内态到振动态的相干转移,线性熵随时间的演化呈现非周期性的振荡行为.离子线性熵的最大值随着相干角、离子与激光场之间的耦合强度以及失谐量的增大而减小,随着Lamb-Dicke参数的增大而增大.并且可以通过调节驻波激光场来调节离子与驻波激光场之间的耦合强度和失谐量,从而达到对离子线性熵的控制与操纵,理论上提供了一种调控纠缠的方式.(本文来源于《原子与分子物理学报》期刊2016年06期）
王中结,方旭[4]（2015）在《基于频率调制激光驱动的囚禁离子几何相位逻辑门》一文中研究指出为了避免激光相位的起伏对几何相位逻辑门保真度的影响,提出一种基于囚禁离子的量子几何相位逻辑门的新方案.该方案是利用一束频率调制的行波激光场作用于两个囚禁离子上实现的.它的优点有:操作简单,仅需一步就能实现,不灵敏于激光场的相位也不需要对囚禁离子进行个别寻址.(本文来源于《原子与分子物理学报》期刊2015年04期）
王习东,丁松鹤,王劲东,朱晓,赵华[5]（2013）在《基于Rb87相干布局囚禁的激光驱动系统研究》一文中研究指出根据产生相干布局囚禁(CPT)的物理机制来实施绝对磁场的精确测量,其中激光驱动系统工作的性能决定系统的实际使用价值。本文首先介绍了CPT现象,重点介绍了VCSEL的驱动控制原理和实现过程,设计了一种基于ADN8831的激光温度控制系统和基于运算放大器的激光恒流驱动电路。在要求的温度范围内,激光温度控制系统工作正常,恒流驱动电路输出稳定、噪声低。实验表明VCSEL输出激光波长为795nm,通过调节电流控制激光波长,满足CPT磁力仪实验的基本要求。(本文来源于《中国空间科学学会空间探测专业委员会第二十六届全国空间探测学术研讨会会议论文集》期刊2013-10-20）
郝红军,贾拴稳[6]（2013）在《激光操控双射频Paul囚禁离子的局域运动》一文中研究指出当双射频Paul阱系统加上一个激光操控时,精确求解体系的Schrodinger方程发现,操控激光的频率与Paul阱的频率两者比值满足某些离散值时,双射频Paul阱内的离子运动出现局域化现象,这现象与1986年Dunlap和Kenkre发现的无穷晶格链系统中的动力学局域化现象相似.但是,后者出现的条件是驱动场强与频率的比值为某些离散值,考虑到通常共振现象出现的条件,这里计算得出的是一种新的动力学局域化现象.(本文来源于《湖南师范大学自然科学学报》期刊2013年01期）
张硕,吴春旺,陈平形[7]（2012）在《利用驻波激光场对囚禁离子系统的暗态冷却方案》一文中研究指出囚禁离子基态冷却的目标是将囚禁离子的谐振子态(外态)冷却到0声子基态。目前实验上最常用的方法是边带冷却,但边带冷却的极限受激光的非共振加热效应所限制.为了将离子冷却至更低的温度,我们提出了一个在兰姆-狄克条件下利用驻波激光场冷却囚禁离子的暗态冷却方案.在我们的方案中,利用了驻波的性质以及EIT效应,我们消除了最主要的一阶加热效应并抑制高阶加热效应,离子将冷却至更低的温(本文来源于《第十五届全国量子光学学术报告会报告摘要集》期刊2012-07-15）
贾拴稳[8]（2011）在《激光控制受击囚禁离子的运动》一文中研究指出考虑赝势近似下,驻波型激光脉冲和强激光场作用于Paul阱中的单离子系统产生的规则与混沌运动,应用积分法得到了系统的精确解,通过数值方法作出相空间轨道曲线,进一步讨论了阱频,激光驱动频率以及交变场频率之间产生共振时,克服共振失稳的方法.(本文来源于《安阳师范学院学报》期刊2011年05期）
范朝阳,王中结[9]（2011）在《激光强度涨落对两囚禁离子纠缠度的影响》一文中研究指出囚禁离子的纠缠态在量子计算和量子信息方面有极为重要的应用。由于量子系统的特性,激光强度不可避免地发生涨落,其对囚禁离子的纠缠度有显着影响。从反J-C模型出发,利用共生纠缠度标准,分析了激光强度涨落对系统纠缠动力学的影响,并与利用J-C模型时的情形做了适当对比。结果显示:激光强度涨落产生的噪声使两离子纠缠度随时间呈现类似指数衰减;激光强度较弱时,利用正反J-C模型所得系统纠缠动力学有显着差别。(本文来源于《量子电子学报》期刊2011年05期）
李国辉[10]（2011）在《应用于光钟的镱原子激光冷却和囚禁的理论研究》一文中研究指出原子光钟是基础物理研究和频率标准这一古老研究领域的重要研究课题。这一研究能够成为当前一个热点的主要原因是微波原子钟的发展已经遇到瓶颈。而光钟由于采用频率更高的光频,因此是下一代高精度原子钟的公认的发展方向。经过一段时间的发展,目前光钟的发展方向主要定位在单离子钟和光晶格钟。最新型的单个离子光钟已经成功实现了～10-18的分数频率不确定度,并成功运用于基础物理常数变化的测定和相对论物理的检验,将基础物理常数变化限制在一个更小的范围。然而根据量子理论,离子钟将最终受限制于量子投影噪声。减小量子投影噪声的一个重要途径就是增加被测原子或离子的数量。受库仑相互作用的影响,离子阱中的离子数量很难再增加。而光晶格钟秉承了离子钟的优点同时又可以提高量子吸收器的数量,其量子投影噪声大大减小,精度将有望超过离子钟,因此光晶格钟是目前一个热门的研究方向。镱原子光钟是光晶格钟的方向之一。而光晶格钟的一个核心问题就是如何获得对外界干扰免疫的时钟跃迁,目前通用的做法是利用激光冷却与囚禁技术来实现。激光冷却与囚禁镱原子复杂而锁碎,涉及到方方面面的问题,小到一个控制电路的设计与实现,大到一台激光器的设计以及冷却与囚禁光学系统的设计与实现。由于是从无到有的建设冷镱原子系统,我们当前需要解决的有叁个问题。第一个问题是,高效率的冷却激光光源的设计与实现。尽管目前多种方案可以获得冷却激光,然而冷却激光的方案还在探索和发展之中。激光功率和效率的提高将直接改善冷却的效果,同时简化系统。第二个问题是,在锶原子建立在交际跃迁上的磁光阱可以将锶原子冷却到多普勒冷却极限以下,而对于镱原子交际跃迁磁光阱冷却获得的温度远远大于多普勒冷却极限温度。第叁个问题是,目前已经实现的镱原子光晶格钟的频率评估发现,原子之间的碰撞频移还很大,其中一个影响就是镱原子的温度还不够低。同时单个离子光钟成功的经验表明把原子冷却到振动基态对抑制原子钟的不确定度是十分重要的。本论文针对以上叁个问题展开深入研究。论文的第一章简单介绍了原子钟到光钟的发展过程,以及光钟关键技术的原理,总结了镱原子光晶格钟的在国际上的发展状况,介绍了冷镱原子与光钟的关系以及镱原子冷却的基本原理。第二章我们研究了如何使用二次谐波产生技术高效产生一级冷却激光光源的问题。我们首先推导了在双轴晶体中二次谐波产生功率与基频激光的聚焦,走离效应,相位匹配等因素的关系,最后得到一个二次谐波产生功率表达式。我们将这个表达式应用于分析叁硼酸锉晶体倍频797.822 nm激光的优化设计。我们首先计算出晶体的相位匹配条件以及相关晶体参数,然后利用二次谐波产生功率表达式计算出最佳二次谐波产生所需的光束条件。根据这些条件我们设计了用于增强基波光强的谐振腔。考虑到各种因素之后,我们预测按照这个方案可以获得180 mW的一级冷却激光,对应于37%的转化效率。第叁章我们研究了如何使用二次谐波产生技术在实验室高效产生二级冷却激光光源。第一。我们研究了光纤激光到波导倍频器的激光耦合问题。通过实验探索我们找出来一种由光纤准直器和准直透镜组成的光学耦合系统其耦合效率可以比常用的显微物镜光纤耦合系统高出10%以上。第二,我们研究了光波导的中二次谐波产生与基波的偏振以及波导的温度等条件的关系,并找出了光波导的最佳工作条件。第叁,我们研究了光波导绿光输出的光束准直问题,通过实验探索我们找到由显微物镜和透镜组成的光学准直系统可以获得M2<1.1的光束质量。第四,我们对实验中测量到的波纹状温度调节曲线进行了研究,经过理论分析我们发现这种波纹状的温度调节曲线是由于波导的光学非均匀性造成。我们同时研究了光学非均匀性对二次谐波转化效率的影响。第五,我们研究了在高基波功率时,二次谐波功率与理论预测值相比出现下降的问题。通过模拟,我们发现这种下降分两个过程,第一个过程是吸收造成的下降,第二个过程是吸收以及其引起的温度改变造成的下降。第四章我们研究了一级磁光阱冷却和二级磁光阱冷却的多普勒冷却机制。第一,我们研究了一级磁光阱冷却的动力学特性和热力学特性,并解释了此前的一级磁光阱冷却的结果。第二,我们研究了二级磁光阱的动力学特性和热力学特性,通过分析我们发现在二级磁光阱的多普勒冷却机制根据动力学特性可以分为两种情况,第一是重力可以忽略的情况,第二种是重力需要考虑的情况。在这两种情况下,其热力学特性也不同。根据分析结果我们计算了原子温度和磁光阱参数的关系。第五章我们研究了钟频光位移的抑制的物理机制和冷镱原子的控制系统。第一,我们从微扰理论出发推导出原子在光场作用下的极化率公式并根据光位移的表达式我们初步计算了镱原子的最佳波长。同时,我们还计算了一维和叁维光晶格的囚禁势。第二,我们研究了如何在实现对冷却系统实行一体化的控制。在声光调制器,机械开关等控制执行元件的基础上,我们利用多功能数据采集卡以及相关软件平台设计了一套有机的控制系统。第六章我们研究了在磁光阱多普勒冷却的基础上进一步将镱原子温度冷却到更低并最终将原子冷却到运动零点能的冷却方案。第一,我们介绍了镱原子在光晶格中的相互作用机制,以及其对光晶格原子钟的不确定度的影响。第二,我们介绍了边带冷却的原理以及使用钟频跃迁进行边带的物理机制。第叁,我们首先介绍了拉曼跃迁的原理,接下来我们研究了如何通过最佳波长光晶格产生拉曼耦合以及使用拉曼耦合进行边带冷却的方案。根据分析结果,我们预测这种冷却方案可以将原子冷却到运动基态,温度可以冷却到1μK以下。这种边带冷却技术和绝热冷却技术结和可以应用于光晶格钟。最后在第七章中,我们对本文主要研究工作进行了概括性总结,并在此基础上,对未来的发展进行了展望。(本文来源于《华东师范大学》期刊2011-05-01）
激光囚禁论文开题报告
（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：
近叁十年来冷原子技术飞速发展,取得了一系列重大成就,也使得相关领域发生了革命性的改变。然而分子具有更丰富的内态结构,更具广泛的应用价值,例如异核双原子分子具有永久电偶极矩,它可以产生长程可调谐的,各向异性的偶极相互作用,再结合超冷温度下对分子自由度的精确操控,使得冷分子成为量子模拟和量子计算的理想载体;超冷分子气体也为化学反应动力学的研究提供了独特的环境,同时还可以用该系综来进行各种精密测量实验,探索超越标准模型的新物理等。然而由于分子的自由度十分复杂,冷原子技术无法简单有效地拓展到分子体系,于是科学家们发展了许多其它制备冷分子的方法,从绝热膨胀的超声分子束,到缓冲气体冷却的慢分子束;从静电Stark(静磁Zeeman)减速器到最近的激光冷却与磁光囚禁技术,每一步的技术革新都如此困难又富有挑战性。本文首先聚焦于分子的静电操控,我们利用比微扰理论更准确的矩阵对角化方法,对各种对称性分子转动态的Stark效应进行详细地理论研究,同时总结并解释了一些非常有价值的规律,例如线性分子没有一阶Stark效应;对称陀螺分子具有很强的一阶效应;分子的转动基态都是强场搜寻态;重原子分子的弱场搜寻态很容易变成强场搜寻态;静电场作用下磁量子数绝对值|MJ|相同的态仍处于简并态等,这些理论研究为我们小组的静电操控实验做了充分的理论准备。另外我们还利用有效哈密顿量方法,分析了双原子分子常见的洪特情况(a)和(b),研究了它们的转动态,精细结构和超精细结构下的Stark和Zeeman效应。而这些方法具有通用性,对同类的分子仍然适用,为后续的实验工作做好理论铺垫。其次我们提出了一个新的激光冷却的候选分子——24Mg19F自由基,并分析其实验可行性。首先确认其激发态寿命和波长,用叁种方法计算A态到X态的夫兰克-康登因子和振动分支比。再利用有效哈密顿量方法详细计算了 X态的超精细结构,我们发现用两束激光和它们的一级边带就可以实现MgF分子有效的激光冷却。同时研究了 MgF自由基超精细结构角动量的相互耦合和磁属性,为接下来的磁光囚禁做好准备。我们还对另一个分子138Ba19F激光冷却的可行性进行了分析,它的相关波长在半导体激光器波段,再次用叁种方法确认了它高度对角化的振动分支比,发现四束激光才可能实现它有效的减速和冷却。我们还估算了它亚稳态A'的真实组分和能级寿命,可以用准确计算的微波频率耦合前叁个转动态的办法来解决布居数泄露(A→A')问题。还有它的A态寿命较长(56ns),很容易实现激光扫频的多普勒冷却。接着,我们建立一个新的叁维磁光阱模型,利用速率方程首先对原子磁光囚禁进行详细地动力学研究。主要分析上下能级的角动量,g因子和激光偏振组态对回复力的影响,得到了一些有用的结论。再将上述模型和结论拓展到MgF体系中,通过计算我们发现由于MgF自由基的上能级g因子太小,它在磁光阱中受到的囚禁力比原子小叁个量级,几乎不能被磁光囚禁。然后我们又研究了它在磁场和激光偏振同步调制的射频磁光阱中的动力学,发现当调制频率为几十兆赫兹时,MgF分子受到的囚禁加速度几乎与原子Ⅱ型磁光阱中的加速度相当,因此对于本组实验的MgF分子,射频磁光阱是个理想的选择。最后聚焦于冷分子的重要应用,我们提出了利用208Pb19F自由基测量电子电偶极矩的想法。首先讨论基于PbF分子测量电子电偶极矩的基本原理;接着利用有效哈密顿量方法研究了它精细和超精细结构的外场效应,给出分子内部有效场和等效g因子随外电场的变化关系。发现在10kV/cm的外电场下,分子内部有很强的宇称和时间反演破缺效应,其有效电场强度为32.36GV/cm,而测量态J为1/2的Ω双分裂超精细结构的等效g因子分别为-0.0221和0.0621,是一个很好的对磁场不敏感的体系。我们进一步给出了利用Ramsey分离振荡场干涉仪测量电子电偶极矩的实验方案,并尝试评估了一些测量误差。
（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。
激光囚禁论文参考文献
[1].陈涛,颜波.极性分子的激光冷却及囚禁技术[J].物理学报.2019
[2].许亮.分子激光冷却、磁光囚禁与电子电偶极矩测量的理论研究[D].华东师范大学.2017
[3].王平,吴俊芳,廖庆洪,鄢秋荣,刘晔.驻波激光场中囚禁离子的线性熵和量子态转移研究[J].原子与分子物理学报.2016
[4].王中结,方旭.基于频率调制激光驱动的囚禁离子几何相位逻辑门[J].原子与分子物理学报.2015
[5].王习东,丁松鹤,王劲东,朱晓,赵华.基于Rb87相干布局囚禁的激光驱动系统研究[C].中国空间科学学会空间探测专业委员会第二十六届全国空间探测学术研讨会会议论文集.2013
[6].郝红军,贾拴稳.激光操控双射频Paul囚禁离子的局域运动[J].湖南师范大学自然科学学报.2013
[7].张硕,吴春旺,陈平形.利用驻波激光场对囚禁离子系统的暗态冷却方案[C].第十五届全国量子光学学术报告会报告摘要集.2012
[8].贾拴稳.激光控制受击囚禁离子的运动[J].安阳师范学院学报.2011
[9].范朝阳,王中结.激光强度涨落对两囚禁离子纠缠度的影响[J].量子电子学报.2011
[10].李国辉.应用于光钟的镱原子激光冷却和囚禁的理论研究[D].华东师范大学.2011
论文知识图
