Атомная ловушка и атомное охлаждение

Лазерное охлаждение атомов (или «атомная ловушка») основано на действии силы радиационного трения, с помощью которых атомы могут охлаждаться до сверхнизких температур и удерживаться в таком состоянии с помощью лазерных пучков и линейного неоднородного магнитного поля. Данный метод контроля движения частиц позволяет изучать поведение атомов и их квантовомеханические свойства.

Существуют различные виды атомного охлаждения: доплеровское и субдоплеровское охлаждение (второй метод используется, когда доплеровский предел охлаждения достигнут, то есть наблюдается естественная ширина атомного перехода), замедление атомов при испарении в конденсате Бозе-Эйнштейна.

Основные приложения, где применяется атомное охлаждение – это атомные часы, системы навигации, исследования фундаментальных констант, квантовая информатика (вычисление и кодирование), атомная интерферометрия (мониторинг месторождений нефти и газа).

Для резонансного лазерного охлаждения требуется очень точная длина волны, соответствующая определенному атомно-ионному переходу. Волоконные лазеры с распределенной обратной связью оптимизированы специально для применений в этих целях, где зачастую требуются лазеры с шириной линии меньшей величины атомного перехода.

Инструменты для лазерного охлаждения

Серия лазерных источников Koheras производства компании NKT Photonics характеризуются излучением с непревзойденно низким уровнем шума, высокочастотной стабильностью и узкой шириной линии. Для захвата и охлаждения атомов рекомендуется использовать одночастотные лазеры Koheras BOOSTIK, которые уже завоевали популярность среди множества научных лабораторий по всему миру и которые обладают следующими характеристиками:

• Простота эксплуатации
• Бесперебойная работа
• Высокочастотная стабилизация
• Сверхнизкий уровень шума
• Высокая мощность
• Непревзойденное качество пучка

Лазерные системы Koheras BOOSTIK производятся с различным рабочим диапазоном длин волн и мощности, чем и обусловлено их широкое распространение в приложениях атомной физики. Также они совместимы с преобразователями частоты HARMONIK.

Широкий рабочий диапазон

Ключевое преимущество лазеров с распределенной обратной связью – возможность выбора рабочей длины волны. Благодаря превосходному качеству пучка преобразование частоты повышает общую эффективность системы.

Преобразование частоты показано на рисунке:

Преобразование частот в зависимости от длины волны

Доставка мощного излучения с узкой шириной линии через оптическое волокно

АeroGUIDE – это надежный оптоволоконный кабель в стальной обмотке производства NKT Photonics, способный доставлять излучение высокой мощности с нулевыми потерями в диапазоне от 500 нм до 2000 нм. Оптоволоконные кабели оснащены разъемами SMA-905 со встроенными стрипперами мод для удаления несвязанного излучения.

Измерение скорости фотонного потока

Измерение скорости фотонного потока производится с помощью одномерного преобразования Фурье гетеродинного лазерного сигнала. Впервые продемонстрирована Ливерморской национальной лабораторией (США).

Измерение скорости фотонного потока часто используется в физике ударных взаимодействий как аналог интерферометра, определяющего скорость быстропротекающих физических явлений в средах с отражающими поверхностями. Современная технология сбора данных и наличие надежных одночастотных лазеров позволяют использовать эти системы с наилучшей общей и экономической эффективностью.

Надежный промышленный дизайн

Серия лазерных источников Koheras генерирует излучение с непревзойденно низким уровнем шума, высокочастотной стабильностью и узкой шириной линии. Источники активно применяются в лабораторных исследованиях и разнообразной промышленности. Лазеры не требуют дополнительной настройки перед использованием, производитель гарантирует бесперебойную работу устройства на протяжении тысячи часов.

Многоканальная система

Измерение скорости фотонного потока можно производить внутри одной системы. Именно такой является лазерная система Koheras ACOUSTIK – она состоит из 16 одночастотных лазеров, каждый из которых принят за отдельную полноценную единицу. Лазеры можно контролировать по отдельности, выбирать определенную длину волны для каждого источника из предлагаемого диапазона. Лазеры расположены внутри одного корпуса, куда и подается питающее напряжение. Управление происходит через единый интерфейс.

Систему также можно усовершенствовать, комбинируя с умножителями и делителями, подключать которые можно как к одному, так и к нескольким компонентам установки для лучшего соответствия конкретной задаче. Основные характеристики Koheras ACOUSTIK:

• Мультиканальность
• Совместимость с умножителями и делителями
• Простота эксплуатации
• Соответствие стандарту plug-and-play
• Сверхнизкий уровень шума
• Высокая мощность
• Стабильность

© NKT Photonics

Компания INSCIENCE помогает своим заказчикам решать любые вопросы и потребности по продукции NKT Photonics на территории РФ