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冷原子成像譜儀中靶表征及光電離研究 [Early Posting]

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摘要

結合超冷、超快和超強激光技術,通過探測冷原子電子和離子動量分布,我們最近研發的MOTRIMS(Magneto-optical Trap (MOT) Recoil Ion Momentum Spectroscopy)裝置是研究強場銣原子量子微觀動力學過程的強有力工具。本文較詳盡地介紹了 MOTRIMS原理以及它的飽和吸收激光鎖頻和冷原子靶進樣技術(二維 MOT,三維 MOT和光學黏團(molasses)),使用吸收成像法和光電離法對三維 MOT靶的密度、溫度和速度以及二維 MOT靶和molasses靶的密度進行分析標定,得到三維 MOT的溫度為130 ± 30 μK,速度為0.1 ± 0. 1 m/s,密度約為10^9 atoms/cm3,二維MOT和molasses的密度分別約為10^7 atoms/cm3和10^8 atoms/cm3。對比熱蒸氣靶,在飛行時間方向上冷原子靶使儀器的動量分辨率提高了約14倍,達到0.12 a.u.,飛行時間譜質量分辨率高達3000。最后,利用800 nm飛秒激光探測Rb+離子的三維動量分布,令人意外的是在低激光強度10^11 W/cm2下觀測到明顯的閾上電離現象,表明銣原子有著很大的激發電離截面和閾上電離截面。目前MOTRIMS高分辨離子動量分布全空間成像技術為進一步研究金屬元素強場物理、冷分子形成與解離、冷化學反應控制以及冷等離子體演化等提供了基礎。

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補充資料

DOI:10.3788/cjl202047.0601011

作者單位:

    中國科學院上海高等研究院
    中國科學院上海高等研究院
    中國科學院上海高等研究院
    中國科學院上海高等研究院
    中國科學院上海高等研究院
    中國科學院上海高等研究院
    中國科學院上海高等研究院,宏觀量子現象研究中心
    中國科學院上海高等研究院
    中國科學院上海高等研究院
    上海科技大學
    中國科學院上海高等研究院,宏觀量子現象研究中心

引用該論文

馬祎璇,李任遠,袁俊陽,孟秋香,馬歡玉,阮舒舒,張逸竹,閻天民,沈鎮捷,王新成,江玉海. 冷原子成像譜儀中靶表征及光電離研究[J].中國激光,2020,47(06):0601011.

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