Введение
Глава 1. Лазерное охлаждение и пленение нейтральных атомов 15
1.1 Доплеровская теория лазерного охлаждения 16
1.1.1 Сила вязкого трения 16
1.1.2 Понятие температуры 18
1.2 Магнито-оптическая ловушка (МОЛ) 19
1.2.1 Упругая сила 19
1.2.2 Движение атомов в МОЛ
1.3 Скорость захвата в МОЛ и зеемановское замедление 22
1.4 Методы понижения температуры
1.4.1 Градиентно-поляризационное охлаждение 23
1.4.2 Охлаждение за счет селективного по скоростям когерентного пленения населенности (КПН) 28
1.4.3 Рамановское охлаждение 31
1.4.4 Охлаждение на узком переходе (вторичное охлаждение) 33
1.4.5 Охлаждение с помощью демона Максвелла 35
1.4.6 Охлаждение с тушением возбуждения 37
1.4.7 Охлаждение с перемешиванием магнитных подуровней 39
1.5 Лазерное охлаждение лантаноидов 40
1.5.1 Мотивация 40
1.5.2 Охлажденные лантаноиды 41
1.5.3 Вторичное охлаждение лантаноидов 41
Глава 2. Первичное охлаждение тулия и источник излучения для вторичного охлаждения 47
2.1 Тулий
2.2 Охлаждающие переходы в тулии 50
2.3 Первичная МОЛ для атомов тулия 51
2.4 Источник излучения для вторичного охлаждения. Стабилизация и сужение линии генерации лазера 57
2.4.1 Интерферометр Фабри-Перо 58
2.4.2 Метод стабилизации Паунда-Дривера-Холла 59
2.4.3 Резонатор. Термостабилизированная вакуумная камера 61
2.4.4 Время жизни фотона в резонаторе 63
2.4.5 Оптическая схема стабилизации 64
2.4.6 Нулевая точка 67
2.4.7 Дрейф резонатора 67
2.4.8 Резонатор, используемый при измерении сврхтонкого расщепления уровня Af12(3H6)5d5/26s2 (f = 9/2) 68
2.5 Основные результаты главы 2 69
Глава 3. Измерение сверхтонкого расщепления уровня 4/12(3Я6)54/2б52 (J = 9/2) 70
3.1 Сверхтонкое расщепление в тулии 70
3.2 Спектроскопия в МОЛ 71
3.3 Спектроскопия насыщенного поглощения 74
3.4 Модель формы линии 77
3.5 Влияние оптической накачки на относительную интенсивность переходов между сверхтонкими подуровнями 78
3.6 Уширения и сдвиги
3.6.1 Уширение мощностью 79
3.6.2 Времяпролетное уширение 81
3.6.3 Эффекты кривизны волнового фронта и неколлинеарности пучков 82
3.6.4 Уширение, вызванное частотной модуляцией 83
3.6.5 Магнитные поля 84
3.6.6 Столкновительные эффекты и эффект отдачи 84
3.6.7 Бюджет ошибок и результаты 85
3.7 Основные результаты главы 3 86
Глава 4. Лазерное охлаждение атомов тулия на узком переходе 87
4.1 Загрузка атомов во вторичную МОЛ 87
4.1.1 Охлаждающие пучки 87
4.1.2 Перезахват атомов из первичной МОЛ 90
4.1.3 Детектирование облака 91
4.2 Охлаждение на узком переходе 92
4.2.1 Вид потенциала и режимы работы МОЛ 93
4.2.2 Положение и форма облака 95
4.2.3 Температура облака 100
4.2.4 Время установления равновесия 105
4.2.5 Время жизни атомов в МОЛ 107
4.2.6 Число и концентрация атомов в МОЛ 108
4.2.7 Кристаллы в импульсном простанстве 111
4.3 Основные результаты главы 4 115
Заключение 117
Список литературы
