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窄线宽半导体激光器的热设计及优化

北京航空航天大学学报 2019年第3期45卷 588-596页

作者：刘思喆全伟翟跃阳新型惯性仪表与导航系统技术国防重点学科实验室北京100083 北京航空航天大学大数据精准医疗高精尖中心北京100083

激光管内产生的热流对结构固有特性的影响是窄线宽半导体激光器结构设计的重点研究问题之一。基于机械性能和温度载荷要求,以整体结构散热最大化为目标,对内部热载荷进行了分析与应用研究,并以此为依据对半导体激光器的结构尺寸与结构... 详细信息

激光管内产生的热流对结构固有特性的影响是窄线宽半导体激光器结构设计的重点研究问题之一。基于机械性能和温度载荷要求,以整体结构散热最大化为目标,对内部热载荷进行了分析与应用研究,并以此为依据对半导体激光器的结构尺寸与结构形式进行了优化设计,该方法使激光器整体温度最大值由24.6℃降至22.827℃,并且分析了前100s内瞬态温度变化曲线,通过优化结构使得散热均匀性得到很好的改善。

关键词：半导体激光器热分析热设计结构尺寸优化结构形式优化

SERF原子自旋惯性测量耦合系综响应模型研究

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中国激光 2022年第19期49卷 3-10页

作者：徐子童魏凯翟跃阳全伟房建成北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100191 杭州极弱磁场重大科技基础设施研究院浙江杭州310051 北京航空航天大学大科学装置研究院北京100191

无自旋交换弛豫(SERF)原子自旋惯性测量装置在前沿基础物理探索以及惯性导航领域具有广泛应用前景。建立了SERF原子自旋惯性测量装置的耦合系综动力学响应模型,通过仿真和实验量化分析了耦合系综动力学响应的影响因素,厘清了偏置磁场、... 详细信息

无自旋交换弛豫(SERF)原子自旋惯性测量装置在前沿基础物理探索以及惯性导航领域具有广泛应用前景。建立了SERF原子自旋惯性测量装置的耦合系综动力学响应模型,通过仿真和实验量化分析了耦合系综动力学响应的影响因素,厘清了偏置磁场、耦合自旋系综极化率和弛豫率等因素对准静态响应信号的影响。发现在强耦合点与自补偿点处,动态响应速度存在75倍的显著差异。进一步分析了偏置磁场、极化率和弛豫率对不同原子组合的惯性测量装置响应系数的影响。发现在自补偿点处存在最优极化率,使惯性测量装置的角速度响应系数最高,此最优点与原子种类和电子自旋弛豫率相关,可以通过降低电子自旋弛豫率将角速度响应系数提升近1倍。明确了通过优化电子自旋极化率和抑制电子自旋弛豫率可以进一步提升SERF原子自旋惯性测量灵敏度和动态性能,有望拓展其在惯性导航和基础物理探索中的应用。

关键词：测量无自旋交换弛豫惯性测量装置原子自旋耦合系综动力学响应模型自补偿

An effective method of accelerating Bose gases using magnetic coils

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Chinese Physics B 2014年第9期23卷 191-194页

作者：卢海昌翟跃阳潘睿智杨仕锋 School of Electronics Engineering and Computer Science Peking University

Based on the experimental device which is a non-uniform magnetic field to trap an atom, we show how to obtain a certain velocity of a Bose gas by controlling the magnetic coils. By comparing the relationship of the different current supply and delay time versus the ultimate velocity of the atom, we theoretically predict the method of accelerating the gases to an expected velocity. This method is of great convenience and significance for the applications in cold atom physics and precision measurements.

关键词： magnetic control Bose-Einstein condensation

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匀场线圈研究与设计工程实践平台搭建

实验技术与管理 2024年第5期41卷 161-165页

作者：翟跃阳黄彬越刘颖陆吉玺全伟北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100191

匀场线圈是量子传感器中的关键部件,在原子磁强计实验中,线圈产生的磁场用于抵消剩余磁场,使磁强计在接近零磁的均匀磁场下工作,实现超高灵敏磁场测量。实验室搭建了支持匀场线圈理论研究、工程设计、测试验证的工程实践平台。平台以线... 详细信息

匀场线圈是量子传感器中的关键部件,在原子磁强计实验中,线圈产生的磁场用于抵消剩余磁场,使磁强计在接近零磁的均匀磁场下工作,实现超高灵敏磁场测量。实验室搭建了支持匀场线圈理论研究、工程设计、测试验证的工程实践平台。平台以线圈磁场分布物理模型为基础,支持利用程序算法优化线圈结构参数,设计加工并测试线圈常数和均匀度指标。学生通过平台完成理论建模和工程实验,加强了对线圈磁场原理的理解,在优化设计过程中锻炼了数学思维,提升了工程实践能力。

关键词：匀场线圈量子传感器群体智能优化算法电磁场

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A dual-axis, high-sensitivity atomic magnetometer

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Chinese Physics B 2017年第12期26卷 196-200页

作者：李茹杰全伟范文峰邢力王卓翟跃阳房建成 School of Instrument Science and Opto-electronics Engineering Beihang University Beijing 100191 China

Atomic magnetometer （AM） operated in a spin-exchange relaxation-free （SERF） regime features superior sensitivity and non-cryogenic operation, and thus is competitive with the best superconducting quantum interference devices. Previously, SERF AM with fT/Hz1/2 level sensitivity commonly acted as a single-axis sensor. Here we demonstrate a dual-axis SERF AM capable of simultaneously and independently detecting x-and y-field components with a sensitivity of 20 fT/Hz1/2. As there is no necessity to worry about the cross-talk effects arising from field modulations, the dual-axis scheme proposed here is of particular interest to AM array and hence the biomagnetic applications.

关键词： optically pumped magnetometers multi-axis field measurements high-sensitivity field measurements polarized atoms

In situ temperature measurement of vapor based on atomic speed selection

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Chinese Physics B 2023年第2期32卷 189-192页

作者：于露曹俐岳子骞李林翟跃阳 School of Instrument Science and Opto-electronics Engineering Beihang UniversityBeijing 100191China Research Institute of Frontier Science Beihang UniversityBeijing 100191China

We demonstrate an experimental method for the in situ temperature measurement of atomic vapor using the saturated absorption spectrum. By separately manipulating the frequency of the pump and probe beams, the position of the crossover peaks can move along the spectrum. Different velocity classes of atoms contribute to the crossover during the movement. We study the relationship between the intensity change of peaks and vapor temperature. Our experimental result around room temperature shows a deviation of less than 0.3 K. Compared with traditional thermometry using absorption spectroscopy, higher accuracy can theoretically be achieved with real-time thermometry.

关键词： temperature measurement saturated absorption spectrum Doppler broadening atomic velocity distribution

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碱金属气室参数测试教学实验平台搭建

实验技术与管理 2022年第1期39卷 56-58,97页

作者：韩邦成陆吉玺张少文翟跃阳胡朝晖北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100191 北京航空航天大学前沿科学技术创新研究院北京100191

碱金属气室是原子磁强计、原子陀螺仪、原子钟等量子传感器的核心敏感元件,其内部的碱金属原子蒸汽通过与激光、磁场等相互作用,实现对物理量的高精度测量。实验室搭建了针对一类高温、高压碱金属气室的参数测试教学实验平台,该平台通... 详细信息

碱金属气室是原子磁强计、原子陀螺仪、原子钟等量子传感器的核心敏感元件,其内部的碱金属原子蒸汽通过与激光、磁场等相互作用,实现对物理量的高精度测量。实验室搭建了针对一类高温、高压碱金属气室的参数测试教学实验平台,该平台通过测量激光吸收光谱,获得气室内部缓冲气体的压强以及碱金属原子蒸汽的原子数密度。该平台使学生能够直接观察到激光与原子的相互作用,有助于学生加深对碱金属气室的理解以及培养学生的实验动手能力,同时也为研究生和本科生的相关课程提供了有力支撑。

关键词：量子传感器碱金属气室激光吸收光谱压力展宽

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Absolutely Direct Frequency Measurement of Two-Photon Transition Using Multi-Peak Fitting Approach

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Chinese Physics Letters 2017年第1期34卷 32-35页

作者：戴少阳李坤乾翟跃阳夏巍王青熊炜齐向晖陈徐宗 Institute of Quantum Electronics School of Electronics Engineering and Computer SciencesPeking UniversityBeijing 100871 Jiangsu Key Laboratory on Opto-electronic Technology School of Physics and TechnologyNanjing Normal UniversityNanjing 210046

The optical frequency comb has been widely used in precision measurement. In this study, a multi-peak fitting approach is first proposed to fit the two-photon transition spectrum which overlaps with the neighboring transition in Rb-87. The multi-peak fitting approach is used to eliminate the frequency shift affected by the neighboring transition. With locking the carrier envelope offset frequency at 1/4 repetition frequency, the transition frequency is measured to be 770569132739.9 +/- 5.8 kHz, which agrees well with the previous result recommended by Comite International des Poids et Mesures.

关键词： In Absolutely Direct Frequency Measurement of Two-Photon Transition Using Multi-Peak Fitting Approach Rb

Two-Dimensional Talbot Effect with Atomic Density Gratings

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Chinese Physics Letters 2017年第8期34卷 79-82页

作者：李辰周天伟项晶罡翟跃阳乐旭广杨仕锋熊炜陈徐宗 School of Electronics Engineering and Computer Science Peking University Beijing 100871 School of Physics Peking University Beijing 100871 Science and Technology on Inertial Laboratory Beihang University Beijing 100191 State Key Laboratory of Magnetic Resonance and Atomic and Molecular Physics Wuhan Institute of Physics and Mathematics Chinese Academy of Sciences Wuhan 430071

We report the experimental observation of two-dimensional Talbot effect when a resonance plane wave interacts with a two-dimensional atomic density grating generated by standing wave manipulation of ultracold Bose gases. Clear self-images of the grating and sub-images with reversed phase or fractal patterns are observed. By calculating the autocorrelation functions of the images, the behavior of periodic Talbot images is studied. The Talbot effect with two-dimensional atomic density grating expands the applications of the Talbot effect in a wide variety of research fields.

关键词： Two-Dimensional Talbot Effect with Atomic Density Gratings