基于调制光晶格的中性分子束光学Stark减速与囚禁的理论研究

作者：李晓云; 孙博文; 许正倩; 陈静; 尹亚玲^*; 印建平

来源：Acta Physica Sinica, 2018, 67(20): 360-366.

• 光学Stark减速
• 冷分子
• 光晶格
• Monte-Carlo

本文基于分子束光学Stark减速理论,提出采用调制的红失谐光晶格来减速和囚禁任意脉冲超声分子束方案,并予以理论研究.以CH4超声分子束为例,利用Monte-Carlo方法模拟了调制光晶格中的分子减速与囚禁的动力学过程,给出减速级数、同步分子初始位相角与减速效果的关系.研究结果表明:随着减速级数的增加,被减速的分子波包逐渐从原来的分子速度分布的大波包中分离开来,且减速级数越高,减速后的分子速度越小.在其他条件相同时同步分子初始位相角越大,减速波包内的分子数目越少,同时位相空间被压缩.与未调制的光晶格减速方案相比,本方案中无分子自由飞行过程,在相同的光晶格长度内完成了双倍的减速级数.当光晶格长度取3.71 mm时,模拟结果显示CH4分子从280 m/s减速至172 m/s,而未调制光晶格只能将CH4分子从280 m/s减速至232 m/s,减速效果提高了26%.本方案可以集分子的减速、囚禁于一体,是一种新型的分子光学功能器件,在冷分子光学、量子信息、冷化学等前沿研究领域中有潜在的应用.

• 单位
  精密光谱科学与技术国家重点实验室; 华东师范大学