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使用纳米制造光栅的单束塞曼减速器和磁光阱

Single-beam Zeeman slower and magneto-optical trap using a nanofabricated grating.

作者信息

Barker D S, Norrgard E B, Klimov N N, Fedchak J A, Scherschligt J, Eckel S

机构信息

Sensor Science Division, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD 20899, USA.

出版信息

Phys Rev Appl. 2019;11(6). doi: 10.1103/physrevapplied.11.064023.

DOI:10.1103/physrevapplied.11.064023
PMID:33299903
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7722475/
Abstract

We demonstrate a compact (0.25 L) system for laser cooling and trapping atoms from a heated dispenser source. Our system uses a nanofabricated diffraction grating to generate a magnetooptical trap (MOT) using a single input laser beam. An aperture in the grating allows atoms from the dispenser to be loaded from behind the chip, increasing the interaction distance of atoms with the cooling light. To take full advantage of this increased distance, we extend the magnetic field gradient of the MOT to create a Zeeman slower. The MOT traps approximately 10 Li atoms emitted from an effusive source with loading rates greater than 10 s. Our design is portable to a variety of atomic and molecular species and could be a principal component of miniaturized cold-atom-based technologies.

摘要

我们展示了一种紧凑(0.25升)的系统,用于从加热的 dispenser 源激光冷却和捕获原子。我们的系统使用纳米制造的衍射光栅,通过单个输入激光束产生磁光阱(MOT)。光栅中的一个孔径允许来自 dispenser 的原子从芯片后面加载,增加了原子与冷却光的相互作用距离。为了充分利用这一增加的距离,我们扩展了MOT的磁场梯度以创建一个塞曼减速器。MOT捕获了从一个逸出源发射的大约10个锂原子,加载速率大于10/s。我们的设计可移植到各种原子和分子种类,并且可能成为基于冷原子的小型化技术的主要组件。

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