摘要：为了制备适于原子干涉仪实验的低温锂原子样品,开展了锂原子的塞曼减速及与磁光阱囚禁相关的实验研究.设计并实现了一种结构紧凑的腔体内冷式多级线圈叠加的塞曼减速器,将速度小于600 m/s的7Li原子减速到60 m/s,磁光阱装载速率为5×108/s,囚禁原子数目1×109个,原子团的最低温度约为220±30μK.研究了光学黏胶中7Li原子的寿命与囚禁光频率失谐量的关系.这些结果为进一步开展7Li原子亚多普勒冷却、光势阱蒸发冷却以及原子干涉仪实验奠定了基础.

摘要：量子投影噪声是影响光晶格钟的一个重要参数,提高磁光阱中装载率有利于降低量子投影噪声,可提升光晶格钟的性能.针对实验所用的汞原子单腔磁光阱,本文分析并计算了磁光阱中汞原子受力情况和一维运动规律,在此基础上用随机数方法对磁光阱中汞原子三维装载进行了数值计算,获得了磁光阱中的稳态原子数,研究了磁光阱的冷却激光的光强、失谐量以及磁场梯度等参数对稳态原子数的影响,得出了获得最优装载率的实验参数.涉及的计算方法和结论对汞原子光晶格钟的实验设计具有参考价值.

摘要：详细介绍了基于1014.8nm室温光纤激光放大器的高效外腔倍频技术,获得了大功率的507.4nm单频激光。高效的外腔倍频是由内置正入射三硼酸锂晶体的高增益环形腔实现的,最高可以获得3 W的输出功率,倍频效率高达61.5%。倍频腔输入输出功率的实验测量值与理论计算结果相符合。该倍频腔针对4 W的基频光输入设计,在最佳工作点(4W)附近倍频效率对输入功率改变不敏感。在1.5h内,绿光输出功率涨落的均方根值为1.7%。大功率稳定输出的507.4nm单频激光可通过偏硼酸钡晶体倍频产生用于冷却中性汞原子所需的253.7nm深紫外激光,也可直接用于探测镱原子~1S_0态到~3P_2态跃迁的光谱和相关实验。

摘要：研究设计了一个有效的可扩展的二维刻槽离子芯片。为了减少激光在离子芯片表面的散射,使被囚禁离子更加稳定,并使激光容易控制和探测成行的被囚禁离子,在每两个平行的射频电极中间刻槽使冷却光和探测光路径可穿过芯片。把控制离子运动的直流电极跟射频电极分开,减轻了不同电压对被囚禁离子的干扰,改进了对离子的控制。用有限元分析的方法对芯片表面上方的电势分布做了计算模拟。模拟结果表明,在这种新型的刻槽可扩展芯片上可以生成一个可扩展的离子阱阵列。这种结构提供了一个新颖的刻槽二维平面离子芯片,被囚禁其上的线形离子阵列可用来进行大型的量子信息处理。

摘要：原子喷泉钟是目前世界上最准的运行原子钟,主要包括铯喷泉钟和铷喷泉钟两种.中国科学院上海光学精密机械研究所于2003年开始开展了可搬运小型喷泉铷钟样机的研制,它的主要特点是:以铷原子做工作介质、损耗低、信噪比高、冷原子碰撞频移低;通过折叠光路设计,其对激光的功率要求降低2/3,系统更加紧凑稳定,更加有利于喷泉钟的工程化.该原子钟已经获得了微波跃迁的Ramsey干涉条纹,其信噪比约100,并实现了闭环锁定,1s的稳定度为8×10?13,4×104s稳定度优于6×10?15.目前正在进行误差的评估工作及系统的改进,近期将进行项目验收,预期总的频率不确定度优于4×10?15.

摘要：针对原子干涉仪中拉曼光反射镜对振动隔离的特殊要求,设计了一套低频隔振系统,采用两级被动隔振和一级主动隔振的方案,同时对系统的机械结构和主动隔振反馈环路分别进行了详细的设计,最后用Matlab的Simulink模块进行了仿真,通过仿真结果显示该系统对0.1～10 Hz的振动隔离度可以达到99%以上,表明该系统可以达到预期的隔振效果。

摘要：为了满足冷原子干涉实验对激光移频的需求、实现移频速率的精确可控,设计并实现了一个带有操作界面的声光调制器数字驱动与控制系统。该系统由三个部分组成,分别是上位机,微处理器控制芯片,射频信号产生芯片。其中上位机用于收集控制信息;微处理器控制芯片用于根据上位机发送来的控制信息实现对射频信号产生芯片的控制、产生驱动声光调制器晶体的射频信号,从而实现对实验中所需的激光进行移频。该系统可输出频率为0~150 MHz且相位噪声低至-116 dBc/Hz的射频信号,同时可有效控制输出信号的幅度、相位和扫频速率等,该系统提供了满足冷原子干涉实验需求的多种工作模式。

摘要：原子干涉仪在精密测量和惯性导航领域都有着重要前景,而高精度的原子干涉仪对低相位噪声、高输出功率的拉曼激光有迫切需求.设计了基于光学锁相环路的双波长激光同步注入放大拉曼激光制备方案,实现了大功率拉曼激光的制备,拉曼光注入放大前后的相位噪声均低于-80 dBc@0.01～1 MHz,输出总功率达到了400 mW,可满足原子干涉精密测量的需求.

摘要：实际的量子密钥分发过程中,传输损耗和探测器的效率都直接影响密钥的产生效率.量子身份认证需要通信双方保证认证信息的完整性。针对以上问题,提出了一种基于光子偏振旋转的量子身份认证协议,利用对认证信息的重复编码解决传输损耗问题。考虑到协议的安全性,该协议在相邻的有效认证量子态间编入随机态.安全性分析表明该协议可成功抵御截取重发攻击以及光子数劈裂攻击。在此基础上,设计了现有技术条件下可操作的认证系统方案,考虑了传输损耗和探测效率,具有实用意义.

摘要：在空间微重力环境下,应用激光冷却技术的空间冷原子钟有望获得更高精度的时间频率基准。提出了一种基于原位探测的新型空间冷原子钟方案,在开展冷原子俘获、冷却、选态、两次微波探寻与量子态探测等过程中,冷原子都保持在微波腔中,这种设计可以使单个原子钟的周期更短,微波探寻过程有更大的时间占空比,也能使原子钟的整体结构更加紧凑。在使用Boitier a Vieillissement Ameliore(BVA)晶振作为本振的条件下,从Dick效应与量子投影噪声两方面对原子钟的稳定度进行分析预估,然后分析了影响冷原子钟不确定的来源与估值,结果表明:基于原位探测的空间冷原子钟有望达到5.9×10^-14τ-1/2的稳定度以及1×10^-16的不确定度,该结果优于当前使用BVA晶振作为本振的其他冷原子微波钟的性能。