一种实现纳米尺度横截面的中性冷原子激光导引的方法技术

本发明专利技术公开了一种纳米尺度横截面的中性冷原子激光导引的方法，涉及中性冷原子激光导引领域。本发明专利技术基于金属结构表面等离激元技术，通过激光系统、分束镜、金属劈尖、反射镜、玻色-爱因斯坦凝聚体、阻塞光束、原子探测器、斩波器、聚焦镜、光纤，以及计算机系统来实现。用激光照射两相对斜朝上靠近平行水平放置金属劈尖的侧面激发表面等离激元，表面等离激元的局域增强电磁场在空间叠加，它具有突破衍射极限空间尺寸的特性，从而实现对导入的中性冷原子在纳米尺度横截面光场上的导引。本发明专利技术适用于不同中性冷原子的纳米尺度的激光导引，原理简单，操作方便，应用范围广泛。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及中性冷原子导引领域，特指一种在纳米尺度横截面的中性冷原子激光导引方法，适用于任何类型中性冷原子的导引。
技术介绍
自从1975年Hansch等人提出激光冷却原子的概念以来，激光冷却、囚禁与操控中性原子的理论与实验研究取得了一系列重大的进展，使得激光科学、量子光学和冷原子、分子物理学等发生了重大的变革，开创了一个全新的研究领域。原子的激光导引、囚禁与操控依赖于光场对中性原子的作用，实际上是利用光场的梯度对原子所产生的偶极力。在没有外场作用时，中性原子是电中性的，并且内部电子分布是球对称的，因而中性原子没有永久电偶极矩。但是，当一个二能级原子在非均匀激光场中运动时，原子将被感应出一个电偶极矩，并且原子将受到激光感应的电偶极力作用，从而原子因受到激光场的偶极相互作用而改变原子的运动状态。这一原子电偶极矩的激光感应现象通常称之为交流Stark效应。当光场与原子共振为红失谐时，相互作用势为吸引势，原子被吸引到光强最强的地方；而光场为蓝失谐时，相互作用势为排斥势，原子被推向光强最弱的地方。因此，利用红失谐(或蓝失谐)激光场与中性原子间的偶极相互作用，即可实现冷原子的激光导引、囚禁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米尺度横截面中性冷原子激光导引的方法，其特征在于经过激光在两金属劈尖侧面激发形成表面等离激元，表面等离激元在空间叠加形成纳米特征尺寸的横截面光场，从而对导入的中性冷原子束形成在纳米尺度横截面光场上的中性冷原子的激光导引。

【技术特征摘要】
1.一种纳米尺度横截面中性冷原子激光导引的方法，其特征在于经过激光在两金属劈尖侧面激发形成表面等离激元，表面等离激元在空间叠加形成纳米特征尺寸的横截面光场，从而对导入的中性冷原子束形成在纳米尺度横截面光场上的中性冷原子的激光导引。2.根据权利要求1所述的纳米尺度横截面中性冷原子激光导引的方法，其特征在于包括以下步骤 (1)将横截面是三角形的第一金属劈尖和第二金属劈尖，安装放置到激光光路系统中； (2)调节激光光路，使其辐射两个金属劈尖，激发表面等离激元，产生纳米尺度横截面光场; (3)利用中性原子的磁光阱激光冷却、偏振梯度冷却和射频蒸发冷却方法实现原子的玻色-爱因斯坦凝聚体； (4)利用两束阻塞光束使玻色-爱因斯坦凝聚体中的中性冷原子形成一般横截面的冷原子束； (5)进行一般横截面的冷原子束向纳米尺度横截面光场的装载，进行纳米尺度横截面光场的冷原子激光导引； (6)原子探测器利用近共振原子吸收成像技术测量原子的数目、密度和原子束的横截面尺寸。3.根据权利要求2所述的纳米尺度横截面中性冷原子激光导引的方法，其特征在于所述金属劈尖是金属银劈尖，通过下述方法制得利用飞秒激光加工系统加工出两个横截面是三角形的块状硅劈尖样品，采用磁控溅射镀膜方...

【专利技术属性】
技术研发人员：王正岭，唐伟民，姜文帆，周明，高传玉，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：