一种操控光悬浮微粒质心运动的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种操控光悬浮微粒质心运动的方法和装置，使用光镊分别把一个三能级原子和一个纳米微粒同时悬浮在一个光学腔中；光学腔通过外部激光驱动，在腔内形成稳定的驻波光场；腔光场作为桥梁同时与原子能级跃迁和微粒质心运动耦合；通过调节原子能级跃迁可实现纳米微粒质心运动在福克态间的转换，进而实现对微粒质心运动的精确操控。进而实现对微粒质心运动的精确操控。进而实现对微粒质心运动的精确操控。

【技术实现步骤摘要】
一种操控光悬浮微粒质心运动的方法和装置


[0001]本专利技术涉及操控光悬浮微粒质心运动的领域，尤其是一种操控光悬浮微粒质心运动的方法及装置。

技术介绍

[0002]自阿瑟
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阿什金首次实验上提出光镊以来，光镊作为一种可灵活操控微纳尺度物体(包括介电微粒、中性原子等)的有利工具，广泛地应用在生物学、量子信息、前沿物理研究等诸多领域。光镊的专利技术者阿瑟
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阿什金也在2018年被授予诺贝尔物理学奖。特别的，通过光镊将微纳尺度的介电物体悬浮在真空环境中形成悬浮光力体系成为近些年物理学领域的研究热点，被用于精密物理量测量，包括极弱力、惯性加速度、极弱转动等，以及前沿物理问题研究，包括非牛顿引力、引力波测量、暗物质和暗能量探测等。
[0003]在悬浮光力体系中，光悬浮机械振子的方式避免了机械支承带来的损耗与噪声，同时，高真空环境又能极大地减小周围气体分子热噪声对机械振子运动的影响，这让悬浮光力体系拥有超高的探测灵敏度。同时，光镊拥有操控机械振子的能力，即，悬浮光力系统可以以超高精度在不同自由度上操控微纳尺度微本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种操控光悬浮微粒质心运动的方法，其特征在于，使用光镊将一个三能级原子和一个纳米微粒同时悬浮在一个光学腔中；光学腔通过外部激光驱动，在腔内激发形成稳定的驻波光场；腔光场作为桥梁同时耦合原子能级跃迁与微粒质心运动；通过调节原子能级跃迁实现所述纳米微粒质心运动在福克态间的转换，进而实现对微粒质心运动的精确操控。2.根据权利要求1所述的操控光悬浮微粒质心运动的方法，其特征在于，三能级原子有一个激发态|s>和两个基态|e>和|g>；其中，能级跃迁被一束经典激光LA驱动，而能级跃迁被耦合到腔中驻波场，纳米微粒质心运动也被耦合到同一个腔光场。3.根据权利要求1所述的操控光悬浮微粒质心运动的方法，其特征在于，调节腔光场失谐量使所述三能级原子与所述纳米微粒的质心运动间形成JC形式或anti
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JC形式的相互作用哈密顿量，利用这两种形式的哈密顿量实现所述纳米微粒的质心运动在福克态间的相互转换。4.根据权利要求1所述的操控光悬浮微粒质心运动的方法，其特征在于，先将纳米微粒质心运动冷却到量子基态后，交替使用JC和anti
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JC形式的相互作用哈密顿量将纳米微粒质心运动驱动到任意福克态|n>上。5.根据权利要求4所述的操控光悬浮微粒质心运动的方法，其特征在于，采用主动反馈冷却方案或者被动腔冷却方案将纳米微粒质心运动冷却到量子基态。6.根据权利要求4所述的操控光悬浮微粒质心运动的方法，其特征在于，所述的交替使用JC和anti
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JC形式的相互作用哈密顿量将纳米微粒质心运动驱动到任意福克态|n>，通过如下子步骤实现：(1)根据目标态|n>计算作用时间序列τ0，τ1，....

【专利技术属性】
技术研发人员：李闯，刘郴荣，吕翔，董莹，胡慧珠，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：