激光控制超冷原子轉變?yōu)槌浞肿优c磁Feshbach共振.pdf

1、博士學位論文激光控制超冷原子轉變?yōu)槌浞肿优c磁Feshbach共振ControllingconversionfromultracoldatomstomoleculesandmagneticFIeshbachResonancesbylaser作者姓名：李健學科、專業(yè)：原子與分子物理學號：11102012指導教師：完成日期：叢書林教授2015年5月大連理工大學DalianUniversityofTechnology大連理工大學博士學位論文摘

2、要超冷分子的產(chǎn)生及其量子調控是超冷原子與分子物理研究領域的核心問題。利用電磁場控制超冷原子碰撞反應是目前產(chǎn)生超冷分子的最有效手段。本文利用平均場理論和密度矩陣理論從理論上研究了利用激光場控制超冷原子轉變?yōu)槌浞肿雍筒Ｉ珰怏w中的磁誘導Fbhbach共振。主要工作概括如下：(1)我們以超冷Rb2分子的制備為例，研究了利用多光子絕熱通道制備基態(tài)超冷分子并從理論上得到了原子一分子轉變過程滿足的穩(wěn)態(tài)解。通過求解平均場近似下的Gross—Pitae

3、vsl【ii(GP)方程，我們發(fā)現(xiàn)利用多光子絕熱通道可以有效地實現(xiàn)基振轉態(tài)超冷分子的制備，采用優(yōu)化的激光場，我們得到原子一分子轉變效率為923％。為了克服原子一分子轉化過程中非線性效應和衰減效應的影響，四光子絕熱通道需要較強的脈沖來獲得較高的原子一分子轉變效率。同時，為了提高產(chǎn)生超冷分子的產(chǎn)率，我們優(yōu)化了第一束脈沖和第二束脈沖的強度。此外，我們還考慮了幾個脈沖之間的延遲時間對原子一分子轉變效率的影響。(2)我們利用基于多能級布洛赫模型的

4、密度矩陣理論，研究了利用整形脈沖鏈構建多光子絕熱通道，實現(xiàn)超冷分子的振動冷卻并獲得長壽命超冷分子樣品的理論控制方案。利用Feshbach共振形成的處于高振動態(tài)的弱束縛分子經(jīng)過三個中間態(tài)被轉移到分子基振動態(tài)∥=0。我們以Cs2分子為例，結合實驗上給出的整形脈沖鏈數(shù)據(jù)完成了理論計算。計算表明利用整形脈沖鏈構建的多光子絕熱通道可以有效地實現(xiàn)長壽命超冷基態(tài)分子的制備和檢測。制備和檢測效率都強烈地依賴于脈沖鏈的拉比頻率。同時我們發(fā)現(xiàn)初始態(tài)的衰減會

5、明顯降低制備和檢測效率。(3)我們研究了利用雙色光場調制的玻色氣體磁誘導Feshbach共振。雙色光場通過耦合基態(tài)和兩個激發(fā)態(tài)來調節(jié)散射長度并改變Feshbach共振的位置。我們發(fā)現(xiàn)雙色光場方案可以更好地抑制Feshbach共振處附近的非彈性碰撞損失。通過求解Heisenberg方程，我們得到了s波散射長度的解析解。發(fā)現(xiàn)通過選擇不同的激光參數(shù)，我們可以在很大的范圍內調節(jié)散射長度的大小并控制Feshbach共振的位置。關鍵詞：超冷原子與分