科技(ji)日(ri)報(bao)合肥3月(yue)27日(ri)電 （記(ji)者(zhe)吳長(chang)鋒）記(ji)者(zhe)27日(ri)從188bet足球了解到(dao)，該校郭光燦(can)院士團隊鄒長(chang)鈴課題組將(jiang)獨立(li)設計(ji)的磁場芯片(pian)(pian)(pian)與光柵芯片(pian)(pian)(pian)結合，實現了基于雙芯片(pian)(pian)(pian)的冷原子磁光阱系(xi)統。相關(guan)成(cheng)果日(ri)前在線發(fa)表(biao)于國際學(xue)術期刊《應用物理評論(lun)》上。

磁(ci)光(guang)阱(jing)作(zuo)為對(dui)(dui)原子(zi)蒸氣進行冷卻和(he)俘獲的基本手(shou)段之一，在現(xian)(xian)代原子(zi)物理領域(yu)有廣泛的應用。通(tong)過磁(ci)光(guang)阱(jing)獲得的冷原子(zi)系(xi)綜是實(shi)現(xian)(xian)長相干時(shi)間量子(zi)比特，以及基于此(ci)的量子(zi)精密測量、量子(zi)模(mo)擬、量子(zi)計算(suan)等(deng)應用的必(bi)要基礎。然而傳(chuan)統磁(ci)光(guang)阱(jing)系(xi)統在進一步的可擴展應用上受到諸(zhu)如多(duo)路自由空間光(guang)束對(dui)(dui)準、龐(pang)大(da)的反亥姆霍(huo)茲線圈以及磁(ci)場和(he)光(guang)場中心(xin)的嚴(yan)格重合(he)等(deng)挑戰。因此(ci)，如何(he)實(shi)現(xian)(xian)小型化乃(nai)至芯片化的磁(ci)光(guang)阱(jing)系(xi)統吸引了(le)國(guo)際上研究人員的廣泛興趣。

目(mu)前，對于磁(ci)(ci)光(guang)阱的另一重要組成(cheng)部分——磁(ci)(ci)場(chang)線圈(quan)，仍然(ran)只能(neng)采用(yong)三維的線圈(quan)對來實(shi)現(xian)。如果磁(ci)(ci)場(chang)線圈(quan)的尺寸較(jiao)大，則需(xu)要更(geng)粗的導線和(he)更(geng)強的電流來實(shi)現(xian)所(suo)學的磁(ci)(ci)場(chang)梯度(du)，功耗(hao)大，發(fa)熱嚴重。如果將線圈(quan)的尺寸減小，則線圈(quan)可(ke)(ke)能(neng)會嚴重阻礙光(guang)路，減小可(ke)(ke)供使(shi)用(yong)光(guang)學窗口大小。為解決這一問題，研(yan)究(jiu)人(ren)員提出了(le)(le)一種全(quan)新的平面化磁(ci)(ci)場(chang)線圈(quan)構型，僅需(xu)一塊3厘米×3厘米的芯(xin)片(pian)即(ji)可(ke)(ke)產生磁(ci)(ci)光(guang)阱所(suo)需(xu)的四(si)極磁(ci)(ci)場(chang)。研(yan)究(jiu)人(ren)員自主設計和(he)加工(gong)了(le)(le)相(xiang)互匹配的磁(ci)(ci)場(chang)芯(xin)片(pian)與光(guang)柵芯(xin)片(pian)，證明了(le)(le)這個新穎構型的實(shi)用(yong)性。

這兩種芯(xin)片尺寸小(xiao)，重量輕，功耗低，騰出了更多的(de)(de)(de)光學窗(chuang)(chuang)口(kou)。他們的(de)(de)(de)使(shi)用也(ye)非常方便(bian)，可(ke)以將兩塊芯(xin)片疊在一起，僅(jin)需(xu)用透明(ming)膠固定在真空的(de)(de)(de)玻璃窗(chuang)(chuang)口(kou)外面，通過單束激光入射即可(ke)俘獲冷原子。其中，磁場芯(xin)片只需(xu)6.4W即可(ke)驅動，有望用便(bian)攜蓄電(dian)池供電(dian)，推動了小(xiao)型(xing)磁光阱(jing)系統的(de)(de)(de)進一步集成(cheng)。

《科(ke)技日報》（2022年3月29日2版）

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