【技术实现步骤摘要】
本文件涉及凝聚态物理领域，尤其涉及一种利用调制光晶格测量晶格布洛赫能带整体能隙结构的方法。
技术介绍
1、在量子相变与精密测量领域，超冷原子已经成为一种常用的测量介质。在超冷原子领域利用光晶格对固体物理，凝聚态物理中类似的结构进行实验研究已变得越来越广泛，目前已经成为量子精密测量、量子模拟、量子调控等领域的重要研究方向。同时由于光晶格调节技术的发展，光学晶格中的超冷原子为研究孤立多体系统中的量子相和量子相变提供了一个简单可控的实验平台。伴随技术的发展，对光晶格进行周期性的晃动也逐渐成为一种被更为广泛使用的调控超冷原子体系的方法。在周期性势阱中运动的粒子的运动具有能带结构，在第一布里渊区内，哈密顿量的本征值e(n)q表示了第n个能带的本征能量，在现有的实验中，对于最低两个布洛赫能带s带，p带的结构多由理论计算得出，当前实验中所能测量的能隙结构多为处的能隙，并未测量能带的整体能隙分布。
2、因此，需要提供一种通过利用调制光晶格测量晶格布洛赫能带整体能隙结构的方法。
技术实现思路
1、本说明书提供了一种利用调制光晶格测量晶格布洛赫能带能隙结构的方法，用以解决对于最低两个布洛赫能带s带，p带的结构多由理论计算得出而无法从实践中得到的问题，本专利技术提出一种利用调制光晶格测量晶格布洛赫能带整体能隙结构的方法，所述方法包括：
2、获取超冷原子，并绝热加载所述超冷原子的光晶格到低阱深带，使所述超冷原子处在布洛赫能带的最低能带s带上；
3、通过声光调制器在光晶格
4、通过所述声光调制器再次在所述光晶格中加入第二振荡，使得所述超冷原子回到所述s带得到所述s带和所述p带的能级结构图像；
5、基于所述s带和所述p带的能隙以及所述s带和所述p带之间的完整能级间隔图像得到所述s带和所述p带的整体能隙结构。
6、在一种优选的实施方式中，获取所述s带和所述p带位置能隙，其方法为：
7、通过声光调制器在光晶格中加入第一振荡，将原子从所述s带加载到所述p带，随后关闭所述第一振荡；然后等待第一等待时间t1后，所述超冷原子在所述p带的位置运动到所述p带的能量最低点；q为动量坐标；h、k分别为动量单位；
8、通过多次扫描不同的第一等待时间下的共振频率，便可得到所述s带和所述p带之间位置能隙。
9、在一种优选的实施方式中，得到所述s带和所述p带的能级间隔图像，其方法为：
10、通过所述声光调制器再次在所述光晶格中加入第二振荡，进行等待，进入第二等待时间，等待第二等待时间t2后，所述超冷原子回到所述s带的位置；通过扫描不同第二等待时间下的共振频率，得到所述s带和所述p带的能级间隔图像，q为动量坐标；h、k分别为动量单位。。
11、在一种优选的实施方式中，当所述超冷原子处在布洛赫能带的最低能带所述s带上时，所述超冷原子处于超流态。
12、在一种优选的实施方式中，通过控制所述第二等待时间，来控制所述超冷原子在所述p带的不同位置。
13、在一种优选的实施方式中，所述第一振荡的频率不是固定的，加载所述第一振荡后，通过测量落到所述s带的超冷原子数，判断此时的所述一振荡的频率是否为第一确定频率；
14、当落到所述s带的超冷原子数的百分比大于第二百分比时，此时振荡频率为第一确定频率；所述第一确定频率为所述s带与所述p带之间的能级间隔图像。
15、在一种优选的实施方式中，所述第一确定频率与所述s带和所述p带能隙共振。
16、在一种优选的实施方式中，在加入所述第一振荡频率后，通过能带成像的方法对所述超冷原子的位置进行探测，以确认所述超冷原子是否落回所述s带；若所述超冷原子落回到所述s带，则结束；若所述超冷原子未回到所述s带，则继续调节第一振荡频率使所述超冷原子落回所述s带。
17、在一种优选的实施方式中，所述第一振荡和所述第二振荡的振幅相等。
18、在一种优选的实施方式中，所述第二振荡的加载时间小于第一阈值。
19、本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：本专利技术提出的一种对于原子s和p带能隙的整体分布测量的方法。通过声光调制器给光晶格的加一个频率的调制来实现光晶格的纵向晃动，可以诱导s和p轨道能带之间的耦合，从而实现在p能带中加载和操纵原子的可能。本专利技术可以通过进行光晶格的简单调控得到实际的晶格能带中，完整的能隙结构，并且可以通过调节不同的晶格调制参数，测量更高能带的能隙。
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1.一种利用调制光晶格测量晶格布洛赫能带整体能隙结构的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种利用调制光晶格测量晶格布洛赫能带能隙的方法，其特征在于，获取所述S带和所述P带位置之间的能隙其方法为：
3.根据权利要求1所述的一种利用调制光晶格测量晶格布洛赫能带能级间隔图像的方法，其特征在于，得到所述S带和所述P带的能级间隔图像，其方法为：
4.根据权利要求1所述的一种利用调制光晶格测量晶格布洛赫能带能隙结构的方法，其特征在于，当所述超冷原子处在布洛赫能带的最低能带所述S带上时，所述超冷原子处于超流态。
5.根据权利要求3所述的一种利用调制光晶格测量晶格布洛赫能带能级间隔图像的方法，其特征在于，通过控制所述第二等待时间，来控制所述超冷原子在所述P带的不同位置。
6.根据权利要求2所述的一种利用调制光晶格测量晶格布洛赫能带整体能隙结构的方法，其特征在于，所述第一振荡的频率不是固定的，加载所述第一振荡后，通过测量落到所述S带的超冷原子数，判断此时的所述一振荡的频率是否为第一确定频率；
7.根据权
8.根据权利要求6所述的一种利用调制光晶格测量晶格布洛赫能带整体能隙结构的方法，其特征在于，
9.根据权利要求1所述的一种利用调制光晶格测量晶格布洛赫能带整体能隙结构的方法，其特征在于，所述第一振荡和所述第二振荡的振幅相等。
10.根据权利要求1所述的一种利用调制光晶格测量晶格布洛赫能带能隙结构的方法，其特征在于，所述第二振荡的加载时间小于第一阈值。
...【技术特征摘要】
1.一种利用调制光晶格测量晶格布洛赫能带整体能隙结构的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种利用调制光晶格测量晶格布洛赫能带能隙的方法，其特征在于，获取所述s带和所述p带位置之间的能隙其方法为：
3.根据权利要求1所述的一种利用调制光晶格测量晶格布洛赫能带能级间隔图像的方法，其特征在于，得到所述s带和所述p带的能级间隔图像，其方法为：
4.根据权利要求1所述的一种利用调制光晶格测量晶格布洛赫能带能隙结构的方法，其特征在于，当所述超冷原子处在布洛赫能带的最低能带所述s带上时，所述超冷原子处于超流态。
5.根据权利要求3所述的一种利用调制光晶格测量晶格布洛赫能带能级间隔图像的方法，其特征在于，通过控制所述第二等待时间，来控制所述超冷原子在所述p带的不同位置。
6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙婧昕，韩蕾，纪仟仟，苏亚北，薛潇博，张升康，
申请(专利权)人：北京无线电计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：
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