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塞曼减速器

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塞曼减速器是一种化学装置,通常用于量子光学中,以将原子束从室温或更高的温度冷却到几个开尔文。入口处的平均原子速度约为数百m / s,速度分布约为数百m / s,但减速器出口的**终速度仅为10 m / s。传播很少。

从光束通过的圆柱体,沿光束运动的相反方向撞击光束的泵浦激光器,沿着圆柱体的对称轴指向并沿着圆柱体的轴在空间上变化的磁场(通常由电磁线圈产生)成为。需要与原子或分子跃迁多普勒近似共振的泵浦激光器会使光束速度分布中的某个速度等级减速。共振频率的空间变化塞曼位移允许较低的速度等级与激光共振,从而导致原子或分子束沿慢波传播,因此也很慢。

塞曼减速器

塞曼减速器原理

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根据多普勒冷却原理,可以使用激光冷却模拟为两级原子的原子。如果原子沿特定方向移动并遇到与跃迁共振的反向传播激光束,则很可能吸收光子。光子吸收与原子和“拐点”在激发方向上的动量守恒相吻合。但是,此状态不稳定,一段时间后,原子通过自发发射返回基态(例如,在id 87中,经过约纳秒的时间后,D2跃迁的激发态的寿命为26.2 ns)。光子被重新发射(原子再次加速),但是其方向是随机的。当平均许多应用于原子的过程时,吸收过程始终会降低同一方向上的速度(以使吸收的光子来自单向源),而发射过程就是发射方向。不改变原子速度。因此,原子被激光束有效地减速。

然而,由于多普勒效应,该基本计划存在问题。原子的共振非常窄(大约几兆赫兹),并且在通过一些反应减小动量后,激光的频率在该框架中发生了移动,因此不会与泵浦光束发生共振。Zeeman减速器[4]利用了一个事实,即磁场可以使用Zeeman效应改变原子的共振频率,从而解决了这个问题。

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