一维间距可调单原子阵列的搭建及其在原子集体效应研究中的应用

摘要: 原子与原子之间的耦合相互作用和多原子集体效应的研究是当 下冷原子物理领域的重要内容。当一个原子和另一个原子的距离在亚 波长量级时，原子之间的相干辐射会极大地改变原子系统整体的光学 响应，例如：原子的能级发生频移；激发态的寿命大幅度缩短或者延 长；原子的辐射在空间中呈现明显的方向性等。这样的原子系统更多 地表现出一种集体的作用效果，而不再是单个原子的行为，称之为集 体辐射效应。对于低激发态的铯原子来说，实现原子间的偶极-偶极相 互作用需要将原子的间距做得尽可能小，在不同原子间距的情况下， 原子系统表现出不同的集体效应。因此，设计一个一维偶极阱阵列， 实现间距可调且小于半个波长的一维单原子阵列，并以此来探究原子 集体效应的特性是本文的研究重点。

本文的主要工作主要包括：间距可调的一维蓝失谐偶极阱阵列的 设计、搭建、调试和一维单原子阵列的俘获，并基于此实验装置在理 论上对双原子及多原子间的偶极-偶极相互作用和原子阵列的集体辐 射特性进行了研究。除此之外，我们在理论上用蒙特卡洛方法模拟了 原子温度对阵列集体辐射的影响。