最新成果！基于雙芯片的冷原子磁光阱系統實(shí)現小型化

記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)了解到，該校郭光燦院士團隊鄒長(cháng)鈴課題組將獨立設計的磁場(chǎng)芯片與光柵芯片結合，實(shí)現了基于雙芯片的冷原子磁光阱系統。相關(guān)成果日前在線(xiàn)發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《應用物理評論》上。

磁光阱作為對原子蒸氣進(jìn)行冷卻和俘獲的基本手段之一，在現代原子物理領(lǐng)域有廣泛的應用。通過(guò)磁光阱獲得的冷原子系綜是實(shí)現長(cháng)相干時(shí)間量子比特，以及基于此的量子精密測量、量子模擬、量子計算等應用的必要基礎。然而傳統磁光阱系統在進(jìn)一步的可擴展應用上受到諸如多路自由空間光束對準、龐大的反亥姆霍茲線(xiàn)圈以及磁場(chǎng)和光場(chǎng)中心的嚴格重合等挑戰。因此，如何實(shí)現小型化乃至芯片化的磁光阱系統吸引了國際上研究人員的廣泛興趣。

目前，對于磁光阱的另一重要組成部分——磁場(chǎng)線(xiàn)圈，仍然只能采用三維的線(xiàn)圈對來(lái)實(shí)現。如果磁場(chǎng)線(xiàn)圈的尺寸較大，則需要更粗的導線(xiàn)和更強的電流來(lái)實(shí)現所學(xué)的磁場(chǎng)梯度，功耗大，發(fā)熱嚴重。如果將線(xiàn)圈的尺寸減小，則線(xiàn)圈可能會(huì )嚴重阻礙光路，減小可供使用光學(xué)窗口大小。為解決這一問(wèn)題，研究人員提出了一種全新的平面化磁場(chǎng)線(xiàn)圈構型，僅需一塊3厘米×3厘米的芯片即可產(chǎn)生磁光阱所需的四極磁場(chǎng)。研究人員自主設計和加工了相互匹配的磁場(chǎng)芯片與光柵芯片，證明了這個(gè)新穎構型的實(shí)用性。

這兩種芯片尺寸小，重量輕，功耗低，騰出了更多的光學(xué)窗口。他們的使用也非常方便，可以將兩塊芯片疊在一起，僅需用透明膠固定在真空的玻璃窗口外面，通過(guò)單束激光入射即可俘獲冷原子。其中，磁場(chǎng)芯片只需6.4W即可驅動(dòng)，有望用便攜蓄電池供電，推動(dòng)了小型磁光阱系統的進(jìn)一步集成。

審稿人對該工作給予了高度評價(jià)：“這個(gè)工作擁有實(shí)實(shí)在在的影響，并與實(shí)際應用有著(zhù)密切的聯(lián)系……有足夠的新見(jiàn)解 ”。(科技日報記者 吳長(cháng)鋒)

免責聲明：本文不構成任何商業(yè)建議，投資有風(fēng)險，選擇需謹慎！本站發(fā)布的圖文一切為分享交流，傳播正能量，此文不保證數據的準確性，內容僅供參考

關(guān)鍵詞： 中國科大 雙芯片冷原子磁光阱系統 磁場(chǎng)芯片 光柵芯片