近日中國科大郭光燦院士團(tuán)隊與盧征天教授合作，將獨立設(shè)計的磁場芯片與光柵芯片結(jié)合，實現(xiàn)了基于雙芯片的冷原子磁光阱系統(tǒng)，在芯片化冷原子系統(tǒng)上取得新進(jìn)展。
據(jù)悉，基于光柵芯片的磁光阱極大地簡化了傳統(tǒng)磁光阱中六束空間光的入射系統(tǒng)，體積小，重量輕，光窗口豐富，可擴(kuò)展性高，在移動式量子精密測量系統(tǒng)、集成化量子計算系統(tǒng)中有強大的潛力。然而對于磁光阱的另一重要組成部分 —— 磁場線圈，大家仍然只能采用三維的線圈對來實現(xiàn)。
如果磁場線圈的尺寸較大，則需要更粗的導(dǎo)線和更強的電流來實現(xiàn)所學(xué)的磁場梯度，功耗大，發(fā)熱嚴(yán)重。如果將線圈的尺寸減小，則線圈可能會嚴(yán)重阻礙光路，減小可供使用光學(xué)窗口大小。
為解決這一問題，鄒長鈴課題組與盧征天教授合作，提出了一種全新的平面化磁場線圈構(gòu)型，僅需一塊 3cm×3cm 的芯片即可產(chǎn)生磁光阱所需的四極磁場?；谥袊茖W(xué)技術(shù)大學(xué)的微納加工中心，他們自主設(shè)計和加工了相互匹配的磁場芯片與光柵芯片，并基于此成功地俘獲了超過 106 個低溫 87Rb 原子，證明了這個新穎構(gòu)型的實用性。
中國科大官方介紹顯示，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，通過單束激光入射即可俘獲冷原子。其中，磁場芯片只需 6.4W 即可驅(qū)動，有望用便攜蓄電池供電，推動了小型磁光阱系統(tǒng)的進(jìn)一步集成。
