اثر افت و خیزهای فاز و دامنه لیزر در سرمایش داپلری اتم استرانسیوم

در این مقاله با توجه به رشد روزافزون استفاده از فناوری لیزر در فرایندهای کنترل حرکت اتم های خنثی جهت مطالعه پدیده های کوانتومی در سرعت های پایین، به مطالعه نظری اثر افت خیزهای فاز و دامنه باریکه لیزری مورد استفاده در سرمایش داپلری اتم استرانسیوم پرداخته شده است. بدین منظور، نیروی فشار تابشی، ضریب میرایی و کمینه دمای قابل حصول در حضور افت و خیزهای لیزری به صورت تحلیلی محاسبه و سپس اثر تغییرات آنها بر کمیت های مذکور به صورت عددی شبیه سازی شده است. نتایج نشان می دهند که، با افزایش افت و خیزها بزرگی نیروی تابشی و متعاقباً مقدار بیشینه ضریب میرایی و درنتیجه بازده سردسازی کاهش خواهد یافت؛ به طوری که اثر نوسانات دامنه(مرتبط با پایداری توان لیزر) قویتر از اثر افت وخیز فازی مرتبط با پهنای خط لیزر است. همچنین در این شرایط، اختلاف کمینه دمای قابل حصول از مقدار پیش بینی شده در نظریه سرمایش داپلری، به شدت افزایش خواهد یافت. نتایج به صورت نمودارهای حاصل از شبیه سازی عددی ارائه شده است.

Effect of stochastic laser phase and amplitude fluctuations on Doppler cooling of strontium atom

In this paper, the effects of stochastic laser phase and amplitude fluctuations on the Doppler cooling and trapping of strontium atom are theoretically investigated by detail. relevant physical quantities in the laser cooling, such as radiative pressure force, damping coefficient and minimum achievable temperature are analytically explored with respect to both amplitude and frequency fluctuations of the laser. The results show that, with increasing of the stochastic fluctuations, the magnitude of the radiative force, thus the maximum amount of damping coefficient and consequently the cooling efficiency will decrease so that the effect of amplitude fluctuations is stronger than the laser linewidth variations. Furthermore, temperature deviate severely from Doppler theory predictions, implying that these fluctuations are significant additional heating mechanisms.