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本论文基于对一维光晶格中BEC的能带结构的认识,研究了Bragg散射和脉冲式激发这两种相干操控能态的手段,并分别利用它们观测了原子之间的相互作用效应和实现了非绝热加载。这两方面工作作为在晶格中相干操控原子的手段将会在这个领域的进一步发展有重要应用。
首先本论文提出了一种相干的Bragg光散射,利用这种方法使被囚禁在一维光晶格中的原子获得了额外的动量。在这种方法中,一束激光入射到原子上,如果条件合适,可以使得散射光被原子的密度光栅共振地放大,而原子将会获得反冲。这样,随着时间的增加和原子在晶格中的演化,原子的动量分布将会出现明显的振荡。通过测量振荡的频率,我们在很大的阱深范围内都可以得到准动量为零的各个能带间的能量差。而这些结果在所有阱深下都反映出了相互作用的影响。
另外,本论文利用相干控制的手段实现了把BEC非绝热加载到晶格基态的新方法。与通常需要几十毫秒的绝热加载不同,这种方法只需要几十个微秒。理论和实验的结果显示这是一种可行而有效的加载光晶格的方法。这种基于一连串脉冲式扰动的相干控制的手段,在冷原子的相干操控和量子信息的研究中具有重要意义。