1维光学粘胶作用下铬原子束空间分布特性

朱保华; 黄静; 张宝武; 张文涛; 蒋曲博; 熊显名

doi:10.3969/j.issn.1001-3806.2012.06.030

高级检索

ISSN 1001-3806CN 51-1125/TN 网站地图

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

1维光学粘胶作用下铬原子束空间分布特性

朱保华 , 黄静 , 张宝武 , 张文涛 , 蒋曲博 , 熊显名

文章导航 > 激光技术 > 2012 > 36(6): 832-835

引用本文:

Citation:

1维光学粘胶作用下铬原子束空间分布特性

1.
桂林电子科技大学材料科学与工程学院, 桂林541004;
2.
贵州民族学院科研处, 贵阳550000;
3.
中国计量学院测试计量工程学院, 杭州310018

作者简介: 朱保华(1974- ),女,硕士,讲师,主要从事激光技术及系统理论方面的研究工作。E-mail:uestczrk@126.com.

基金项目:
国家自然科学基金资助项目(11064002);浙江省科技计划资助项目(2011R10094);广西省自然科学基金资助项目(2012GXNSFAA053229)
中图分类号: O439

Distribution of chromium atoms in 1-D optical molasses

1.
School of Materials Science and Engineering, Gulin University of Electronic Technology, Guilin 541004, China;
2.
Department of Scientific Research, Guizhou University for Nationalities, Guiyang 550000, China;
3.
College of Metrology & Measurement Engineering, China Jiliang University, Hangzhou 310018, China
CLC number: O439

摘要: 为了研究激光准直场作用下原子束的空间分布状态对纳米光栅沉积制作的影响,基于半经典理论,分析了1维光学粘胶对中性铬原子的作用力特性,利用4阶龙格-库塔数值积分算法对不同激光场强度、不同激光失谐量、不同激光场范围条件下中性铬原子束的空间分布进行了仿真分析。由仿真结果可知,随着激光场强度的增加,原子束的分布向中心区域集中,由于受饱和效应的影响,该种集中的趋势随激光强度的增加而逐渐变缓;同时,当激光失谐量等于原子线宽的一半时,原子束的空间分布最窄。当激光功率为40mW、且失谐量为-2.5MHz时,铬原子束经过1维光学粘胶作用后其空间分布的半峰全宽被压缩为作用前的0.43倍,而原子束密度分布中心值也增大为作用前的1.79倍。结果表明,利用激光准直场的作用可实现原子束空间分布的改善,有利于后续的原子沉积以实现纳米光栅的制作。
- 激光光学 /
- 1维光学粘胶 /
- 耗散力 /
- 空间分布
Abstract: In order to analyze effect of atomic distribution on deposition preparation of nanometer gratings under the action of collimated laser,based on semi-classical theory and Runge-Kutta numerical integration algorithm,the characteristics of dissipative force and the distribution of chromium atoms in 1-D optical molasses was discussed.Then the distribution of chromium atoms was simulated under different laser parameters.The results show that the best distribution appears when the detuning of the laser frequency equals to half of line width of chromium atoms.After the atom beam passing through 1-D optical molasses,its spatial width was suppressed to 0.43 times of that before and the atomic density becomes 1.79 times larger than before,under the condition that laser power equals to 40mW and laser detuning is-2.5MHz.This results show that the atomic distribution can be improved under the action of collimated laser and it's helpful for the deposition preparation of nanometer gratings.
- laser optics /
- 1-D optical molasses /
- dissipative force /
- spatial distribution

[1]	McCELLAND J J,ANDERSON W R.Accuracy of nanoscale pitch standards fabricated by laser-focused atomic deposition[J].National Institute of Standards and Technology,2003,108(2):99-113.
[2]	ROGER W,GOWAN M C.Light force cooling,manipulation,and nanometer-scale deposition of neutral aluminum atoms[D].Colorado State,USA:Colorado State University,1996:189-201.
[3]	LETT P D,PHILLIPS W D,ROLSTON S L.Optical molasses[J]. Journal of the Optical Society of America,1989,B6(11):2084-107.
[4]	TAN L.Study of dissipative force and laser cooling of a moving atoms[D].Lanzhou:Lanzhou Universitiy,2003:59-62(in Chinese).
[5]	LU X D,LI T B,MA Y,et al.Investigation of atom-optical properties of laser focused Cr atomic deposition[J].Acta Physica Sinica, 2009,58(12):8205-8207(in Chinese).
[6]	ZHANG W T,ZHU B H.Laser collimation of a chromium beam using doppler force[J].Chinese Journal of Physics,2008,46(1):63-72.
[7]	ZHANG W T,ZHU B H,XIONG X M.Analysis of nanometer structure for chromium atoms in Gauss standing laser wave[J].Chinese Physics Letters,2010,27(12):123202/1-123202/3.
[8]	ZHANG B W,ZHANG W T,MA Y,et al.Collimation of chromium beam by one-dimensional Doppler laser with large collimating slit[J]. Acta Physica Sinica,2008,57(9):5485-5490(in Chinese).
[9]	ZHANG W T,ZHU B H,XIONG X M,et al.A laser-cooled chromium atomic beam under 1mrad for direct-write atom-lithography[J]. Nuclear Instruments and Methods in Physics,2008,B266(2):51715174.

[1]	田照华 , 董美蓉 , 陆继东 , 李诗诗 . LIBS应用于甲烷层流扩散火焰空间分布研究. 激光技术, 2018, 42(1): 60-65. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.01.012
[2]	徐成伟 , 姚梅 , 许振领 , 张文攀 , 胡欣 , 王军 , 刘艳芳 . 光学暗室内杂散激光能量分布模型仿真与测量. 激光技术, 2012, 36(1): 141-144. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.01.037
[3]	郑晖 , 林季鹏 , 史斐 , 戴殊韬 , 江雄 , 康治军 , 翁文 , 林文雄 . 倍频过程对激光光束质量及空间分布的影响. 激光技术, 2009, 33(1): 67-70.
[4]	骆永全 , 张大勇 , 张翠娟 , 罗飞 , 沈志学 , 刘海涛 . 液晶光学器件激光损伤研究. 激光技术, 2010, 34(3): 392-394. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.03.030
[5]	刘伟 , 孟冬冬 , 范彩连 , 李品 , 蔡野 , 伍彦伟 , 刘会霞 . 激光透射焊接尼龙66光学属性研究. 激光技术, 2016, 40(5): 716-721. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.05.020
[6]	张靳 , 黄磊 , 王东生 , 殷聪 , 巩马理 . 光学组合半导体激光器输出光束特性研究. 激光技术, 2007, 31(3): 228-231,241.
[7]	王天明 , 李斌成 , 赵斌兴 , 孙启明 . 高功率激光作用下光学元件非线性热效应研究. 激光技术, 2022, 46(6): 729-735. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2022.06.003
[8]	刘永欣 , 季小玲 , 吕百达 . 硬边光阑光学计算方法的比较研究. 激光技术, 2004, 28(6): 652-654.
[9]	张大勇 , 刘仓理 , 李剑峰 , 罗飞 , 骆永全 , 刘海涛 . 带宽可调型光学滤波器的研究. 激光技术, 2007, 31(4): 406-407,448.
[10]	华文深 , 张悦 , 王元铂 , 李刚 , 马左红 , 杨佳 . 猫眼光学窗口反侦测能力影响因素分析. 激光技术, 2013, 37(3): 380-384. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.03.025
[11]	江天 , 程湘爱 . 激光辐照3CCD规则分布亮点的研究. 激光技术, 2010, 34(2): 168-169,213. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.02.007
[12]	陈凯 , 朱东旭 , 焦宏伟 . 高斯-谢尔模型光束通过聚焦光学系统的偏振特性. 激光技术, 2014, 38(2): 246-250. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.02.021
[13]	叶森 , 龙云 , 王如泉 , 曹强 , 肖三强 , 赵宏鸣 , 杜渐 . 一种优化超稳光学腔的数值方法. 激光技术, 2016, 40(6): 871-875. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.06.020
[14]	韩艳玲 , 王宏 . 含色散增益介质光子晶体微腔的光学特性. 激光技术, 2008, 32(2): 207-209.
[15]	唐锐 , 沈学举 . 分划板失调对猫眼光学系统反射特性的影响. 激光技术, 2012, 36(2): 271-274. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.02.034
[16]	韩玉东 , 沈学举 , 王龙 . 平顶高斯光束在失调光学系统中的传输特性. 激光技术, 2010, 34(5): 704-707. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.O5.035
[17]	彭润伍 , 李乐 , 李亚捷 , 谢海情 , 唐立军 . 平顶高斯模式宽带激光通过光阑的光强分布. 激光技术, 2013, 37(6): 829-832. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.06.028
[18]	李艳群 , 熊显名 , 张文涛 . 激光冷却铬原子的3维仿真分析. 激光技术, 2012, 36(6): 788-792. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.06.019
[19]	冯立强 , 刘航 , 刘辉 . 空间均匀和非均匀场下H₂⁺辐射谐波的空间分布. 激光技术, 2017, 41(4): 467-472. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.04.002
[20]	娄艳阳 , 郑贤良 , 张世超 , 鹿伟民 , 李辉 , 熊大曦 . 基于数字微镜阵列的平顶光束空间整形. 激光技术, 2016, 40(6): 916-920. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.06.029

点击查看大图

计量

文章访问数: 4057
HTML全文浏览量: 690
PDF下载量: 537
被引次数: 0

1维光学粘胶作用下铬原子束空间分布特性

作者简介: 朱保华(1974- ),女,硕士,讲师,主要从事激光技术及系统理论方面的研究工作。E-mail:uestczrk@126.com

1. 桂林电子科技大学材料科学与工程学院, 桂林541004;
2. 贵州民族学院科研处, 贵阳550000;
3. 中国计量学院测试计量工程学院, 杭州310018

收稿日期: 2012-02-07
录用日期: 2012-03-19
网络出版日期: 2012-11-25

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(11064002);浙江省科技计划资助项目(2011R10094);广西省自然科学基金资助项目(2012GXNSFAA053229)

关键词:

摘要: 为了研究激光准直场作用下原子束的空间分布状态对纳米光栅沉积制作的影响,基于半经典理论,分析了1维光学粘胶对中性铬原子的作用力特性,利用4阶龙格-库塔数值积分算法对不同激光场强度、不同激光失谐量、不同激光场范围条件下中性铬原子束的空间分布进行了仿真分析。由仿真结果可知,随着激光场强度的增加,原子束的分布向中心区域集中,由于受饱和效应的影响,该种集中的趋势随激光强度的增加而逐渐变缓;同时,当激光失谐量等于原子线宽的一半时,原子束的空间分布最窄。当激光功率为40mW、且失谐量为-2.5MHz时,铬原子束经过1维光学粘胶作用后其空间分布的半峰全宽被压缩为作用前的0.43倍,而原子束密度分布中心值也增大为作用前的1.79倍。结果表明,利用激光准直场的作用可实现原子束空间分布的改善,有利于后续的原子沉积以实现纳米光栅的制作。