原子束计算全息片的设计与制作研究

在分析原子束计算全息片特点的基础上,提出采用罗曼Ⅲ型傅里叶变换计算全息图设计原子束计算全息片,给出设计步骤,然后提出采用电子束光刻编码矩孔图形,ICP各向异性刻蚀SiN薄膜的全息片制作方案,对全息片的制作工艺流程详细予以介绍,最后给出制作完成的SiN薄膜计算全息片.     

高通量冷原子束流的实现与测量

我们在实验上基于铯原子的2D+磁光阱获得了通量为8.5×1010原子/s、平均速度与速度分布分别为16 m/s与4 m/s、空间发散角为25 mrad的冷原子束流,通过相敏的飞行时间法对原子束流的通量进行了准确测量,并对背景原子气压、推送光功率以及冷却光失谐等参量对原子束流的影响进行了实验研究与分析.     

一种低速、连续、单色性好的冷原子束

本文提出一种利用磁光阱冷却捕获技术制备低速、连续、单色性好原子束的方法及技术.采用3维磁光阱从背景Rb蒸汽中捕获Rb87原子进行冷却、捕获形成原子云团,利用在纵向方向上结构设计的小孔将冷原子云团推出形成冷原子束,并在原子束行进方向上采用2维光学黏胶对原子束进行准直,采用态制备激光对其进行态制备,全部制备到Rb87原子的基态能级|F=1>上,从而为原子惯性技术(原子干涉仪、原子重力仪、原子加速度计)、原子频标(原子钟)提供低速、连续、单色性好的原子束.文章对于制备技术的实验系统及实验结果进行了详细的阐述.     

原子束多光束干涉实验的一种方法

提出了一种实现原子物质波干涉的新设想.采用一个菲涅耳波带片来压缩原子束线宽,以此照明一块刻有四缝的铜箔,观察原子束的干涉和全息现象,用来测量原子束的时间相干长度 关键词： 原子束 干涉 全息     

利用反射全息实现计算全息三维显示

计算全息和光学全息都可应用于三维显示,但各有自己的优势和缺陷.将计算全息和光学反射全息相结合,可以突破光学全息对记录物体的限制,进行虚拟物体或自然场景的全息图的制作,同时可以实现白光再现.本文首先用三维扫描仪获得实际物体的三维数据,用"点云算法"模拟得到其菲涅耳全息图透射率数据,采用计算全息打印机将其输出于全息记录介质,得到可光学再现的菲涅耳计算全息图H1.然后将H1作为光学全息的记录物体进行反射全息记录,将平面全息转化为体全息,实现了计算全息白光再现.     

利用反射全息实现计算全息三维显示

计算全息和光学全息都可应用于三维显示,但各有自己的优势和缺陷.将计算全息和光学反射全息相结合,可以突破光学全息对记录物体的限制,进行虚拟物体或自然场景的全息图的制作,同时可以实现白光再现.本文首先用三维扫描仪获得实际物体的三维数据,用"点云算法"模拟得到其菲涅耳全息图透射率数据,采用计算全息打印机将其输出于全息记录介质,得到可光学再现的菲涅耳计算全息图H₁.然后将H₁作为光学全息的记录物体进行反射全息记录,将平面全息转化为体全息,实现了计算全息白光再现.     

激光冷却在原子束六极磁透镜技术中的应用

分析了由六极磁场构成了原子束磁透镜的原理及像差。在比较了热原子束和单色冷原子束的会聚效果后得出结论：影响它成像的主要因素是色差。应用激光冷却技术能使这一影响减小,从而使磁透镜在原子光学领域得到更广泛的应用。     

利用原子束研究光的力学效应

本文介绍了我们利用原子束研究光的力学效应的原理、方法和主要结果．我们测量了激光偏转原 子束的原子空间分布，观察了在光场作用下原子动量的扩散，验证了二能级原子共振荧光中亚泊松光子，统计分布，研究了慢原子在驻波场中的运动行为，提出了沟道原子光谱技术的新方法，并用这种方法观 察了钠原子的超精细结构．     

弱场中光抽运极化Eu原子束的制备

自五十年代首次实现光抽运技术以来,人们用它已对多种原子进行了极化原子束制备的研究[1～5],但所有这些工作只是以相对简单的碱金属原子为对象,而对价电子数大于1的复杂原子的极化原子束的制备目前尚未见报道.描述了用一台连续波染料激光器对复杂原子Eu进行了弱场制备极化原子束的实验研究,得到了较满意的结果.     

二维磁光阱产生铯原子束的数值模拟

通过分析铯原子在σ+-σ-组态的圆偏振光照射下塞曼子能级的分布情况,构造铯原子在二维磁光阱(2D-MOT)中的受力模型,利用龙格-库塔方法求解铯原子的运动方程,实现原子束产生过程的三维模拟。得出原子束流量随小孔半径、铯原子蒸汽压、激光光强、激光失谐量、磁场梯度等的变化规律。与实验数据进行比较表明受力模型的正确性, 该方法能直观模拟原子束的产生,准确揭示原子束流量随各项参数的变化规律,为实验提供理论指导。     

计算全息检测非球面干涉场的理论分析与实验结果

本文应用光学全息术及傅里叶光学的理论对计算全息图干涉检测非球面面形的光路及干涉场进行了理论分析,提出了其干涉场为不定域干涉的观点,并在实验中予以证实.     

Reflective Fourier CGH with 16 phase levels

This paper reports design and fabrication of reflective Fourier computer generat-ed hologram(CGH) with 16 phase levels.This CGH converts a single beam to a 5×5 beamarray.The measured diffraction efficiency is 76.16％. The size of the CGH is 10mm×10mm.     

Characteristics in optimization of CGH for array generator

A method of simulated annealing in optimization of a computer generated holo-gram(CGH)is presented.The characteristics of energy in annealing curve are analyzed.Thecooling schedule such as giving an initial temperature,the temperature function,the numberof interactions and stopping criterion are discussed.As an example,an optimization of phaserelief kinoform,a CGH with multiple phase levels,is implemented.     

傅里叶计算全息图的数字再现及混叠的消除

提出了一种傅里叶计算全息图数字再现中混叠消除的方法。通过对傅里叶变换计算全息图再现过程的分析,在空域扩展待编码图像的范围,实现了数字图像的傅里叶Burch型计算全息图的制作。对编码的实值图像作逆傅里叶变换,可以准确地重建原图像。该编码方法解决了再现过程中图像混叠的问题,适用于对所有灰度图像的编码。实验结果表明,提出的编码方法可以得到清晰的再现图像。     

一种可用于原子全息光刻的二元计算全息新方法

原子全息光刻即采用二元计算全息片掩模来操纵原子,实现微细结构的制作。传统二元计算全息产生的全息片在重现时会产生不止一个实像,这对于原子全息光刻的操作是不利的。提出了一种非相位编码的方法,该方法利用基元函数叠加方式产生实的编码前全息图,再利用类似罗曼Ⅲ型的编码方式产生二元计算全息图。模拟结果表明,利用该方法产生的掩模板可以产生单一的同原始图案相对应的微细结构。     

计算机制全息图的二值化噪声及取样影响

对用于超大规模集成电路光学互连的计算机制全息图(CGH)的量化噪声及取样影响进行了分析.CGH透过率函数的二值化将带来一些噪声,但仍可得到高的信噪比.在光学互连CGH的结构是菲涅耳波带片的条件下,对Nyquist和Whittaker-Shannon两种取样方法进行了分析和比较.结果表明,在小偏转角和高取样频率条件下,用Whittaker-Shannon取样方法得到的衍射效率比用Nyquist取样方法所得到的衍射效率大.     

利用激光冷却原子束测量氦原子精密光谱

⁴He原子2³S₁→2³P_0,1,2跃迁的精细结构分裂,目前在理论和实验上都能够达到10^-8水平的精度,并可被应用于测定精细结构常数α, 和对量子电动力学进行检验.该方面实验研究的关键, 是需要提高测量信噪比,并消除各种可能的系统偏差, 将这一精细结构分裂测量到亚kHz水平.在设计的这套实验方案中, 首次结合激光冷却原子技术,通过激光横向冷却来提高亚稳态氦原子束的束流强度,并对三态亚稳态氦原子进行偏折, 将其从原子束中分离,从而大幅降低测量背景,并利用频率锁定激光器的边带扫描的方式来进行光谱测量,以使得扫描测量中保持足够的频率精度. 在目前基本搭建成的实验装置上,实验方法的可行性已经获得验证,分析表明有望实现亚千赫兹水平的测量准确度.     

Tunable nonlinear beam shaping by non‐collinear interactions

A method is proposed for nonlinear beam shaping, employing a non‐collinear quasi phase‐matched interaction in a crystal whose nonlinear coefficient is encoded by a computer generated hologram pattern. In this method the same axis is used for both satisfying the phase‐matching requirements and encoding the holographic information, the result is a single shaped beam in the generated frequency. This allows to shape beams in one‐dimension using a very simple method to fabricate patterned nonlinear crystals and to shape beams in two‐dimensions with high conversion efficiency. The one‐dimensional case is experimentally demonstrated by converting a fundamental Gaussian beam into Hermite‐Gaussian beams at the second harmonic in a KTiOPO₄ crystal. The two‐dimensional case is demonstrated by generating Hermite‐Gaussian and Laguerre‐Gaussian beams in a stoichiometric lithium tantalate crystal. The suggested scheme enables broad wavelength tuning by simply tilting the crystal.     

激光冷却获得高亮度的亚稳态惰性气体原子束和原子阱

高强度的亚稳态惰性原子束流在原子分子物理实验研究中具有广泛的应用.使用射频电离方法和激光横向冷却技术制备了高强度的亚稳态氪原子束流,并使用数值模拟方法对横向冷却激光场中的原子径迹进行了分析.通过激光诱导荧光光谱方法测量原子束的束流特性,结果显示,横向冷却后在束流源下游230 cm处的原子束流强度达1.6atoms/(s*sr),束流强度提高了两个量级.利用这种高强度原子束流,我们成功囚禁了1.3×10¹⁰个亚稳态⁸⁴Kr原子,同时冷原子装载速率达到了3.0×10¹¹atoms/s;并利用该装置成功地实现了高亮度的亚稳态氩原子束和原子阱. 关键词： 横向冷却 原子束 原子阱 惰性气体     

一种可用于原子全息光刻的二元计算全息新方法

 原子全息光刻即采用二元计算全息片掩模来操纵原子,实现微细结构的制作。传统二元计算全息产生的全息片在重现时会产生不止一个实像,这对于原子全息光刻的操作是不利的。提出了一种非相位编码的方法,该方法利用基元函数叠加方式产生实的编码前全息图,再利用类似罗曼Ⅲ型的编码方式产生二元计算全息图。模拟结果表明,利用该方法产生的掩模板可以产生单一的同原始图案相对应的微细结构。