Towards a guided atom interferometer based on a superconducting atom chip
我们评估实现一种新的几何形状的引导原子干涉仪的基础上的高温超导微结构。干涉仪型结构是通过两个载流超导导线与维持持续电流的闭合超导回路相结合来实现引导电势而获得的。我们介绍了我们的超导原子芯片的布局和实现。通过模拟，我们讨论了干涉仪的关键参数，特别是附近的分裂区域的物质波。基于相关芯片性能的测量，我们讨论了一种紧凑可靠的片上原子干涉仪的应用。
2008-06-11 physics.atom-ph
Fabrication of Magneto-Optical Atom Traps on a Chip
超冷原子可以使用被称为原子芯片的微制造设备来操纵。这些在传感、计量和量子信息处理中具有重要的应用潜力。到目前为止，通过将原子从外部宏观磁光阱（MOT）转移到芯片上的微观阱中来加载芯片。这种转移涉及一系列步骤，使实验过程复杂化并导致原子损失。在本文中，我们提出了一种设计，将一个凹面棱锥镜与一个方形线环相结合，将MOT集成到硅片上。我们描述了如何制造这样的陷阱阵列，我们目前的芯片的磁，热和光学性能。
2008-04-29 physics.atom-ph
Experiments on a videotape atom chip: fragmentation and transport studies
本文报道了超冷铷原子被限制在微型磁阱中的实验，磁阱是用安装在原子芯片上的磁化录像带制作的。的粗糙度的限制潜力的研究与原子云在几个微开尔文的温度和在30和80微米之间的距离从录像带芯片表面。通过这种方式，表征了由靠近芯片中心区域的磁化录像带产生的磁场的不均匀性。此外，我们展示了一种新的传输机制，使我们运送冷原子限制在阵列的录像带磁微陷阱的距离高达1厘米平行的芯片表面。这种输送机制使我们能够调查芯片的表面，并观察不同区域的潜在粗糙度效应。
2010-03-23 physics.atom-ph
Bose-Einstein condensation on an atom chip
报道了在原子芯片上产生玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的实验。基于芯片的Z线电流和均匀偏置磁场产生紧密的磁阱，这允许快速产生BEC。经过4.17秒的强制射频蒸发冷却后，出现了约3000个原子的冷凝物。转变温度约为300nK。这个紧凑的系统是相当强大的，允许多功能的扩展和BEC的进一步研究。
2008-12-15 physics.atom-ph
Tunable axial potentials for atom chip waveguides
我们提出了一种方法，用于产生精确的磁势，可以描述为一个多项式系列沿轴的冷原子波导的表面附近的原子芯片。利用由几个线对组成的单芯片设计，可以通过改变线中的电流的比率来产生各种轴向电势，包括双阱、三阱和具有抑制高阶项的纯谐波阱。我们使用这种方法来设计和制作一个芯片与适度的实验要求。最后，我们使用该芯片来演示双阱势。
2017-10-31 physics.atom-ph
Bose-Einstein condensation on a superconducting atom chip
我们在低温环境下仅用超导导线在原子芯片上制备了玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）。我们在100 nK的温度下观察到10^4个原子的凝聚开始。这一结果为研究BEC与超导表面相互作用中的原子损耗和退相干开辟了道路。在小而致密的原子样品中，长寿命里德伯原子的偶极阻塞研究正在进行中。
2008-01-23 physics.atom-ph
Coherent manipulation of cold Rydberg atoms near the surface of an atom chip
在原子芯片表面附近研究了冷Rb原子49 s和48 s里德堡态的相干叠加。叠加是使用与双光子49 s-48 s跃迁共振的微波产生和操纵的。使用Rabi flopping，Ramsey序列，自旋回波和自旋锁定观察到相干行为。这些结果进行了讨论的上下文中的里德伯原子作为电场噪声传感器。本文研究了与功率谱密度为1/f^k（k \approx 1）的噪声场二次耦合系统的相干性。
2013-10-06 physics.atom-ph
Fabrication of an atom chip for Rydberg atom-metal surface interaction studies
本研究制备了一种用于研究$^{87}$Rb里德堡原子与Au表面相互作用的原子芯片，通过微加工载流导线产生高磁场梯度紧密囚禁冷原子，并采用平坦化聚酰亚胺介电层隔开热蒸发Au表面层与囚禁导线，以实现明确的原子-表面距离激发。
2025-10-13 physics.atom-ph
Box traps on an atom chip for one-dimensional quantum gases
我们提出了在原子芯片上实现超冷气体的定制捕获势。我们实现了高度细长的陷阱与盒状限制沿长，轴向方向与传统的谐波限制沿两个径向方向相结合。介绍了原子芯片和盒阱的设计、制作和性能测试。我们加载超冷（$\lesssim1 μ$ K）云的$^{87}$ Rb在一个盒子陷阱，并证明玻色气体聚焦作为一种手段来表征这些原子云在任意形状的潜力。我们的结果表明，原子芯片上的盒状轴向势对于一维量子气体的研究是非常有希望的。
2009-11-27 physics.atom-ph
Electrodynamic trapping of spinless neutral atoms with an atom chip
研究了中性原子的三维电动势囚禁。通过在微米级电极上施加时变非均匀电场，对处于$^1S_0$态的近100个$10^2$锶原子进行了捕获，捕获寿命为80 ms。为了设计电极，我们对电场进行了数值分析，并模拟了原子在阱中的运动轨迹，结果与实验结果吻合较好。
2006-03-20 physics.atom-ph
Optical atomic clocks on all-optical atom chips
National Physical Laboratory（英国国家物理实验室）
本文研究基于全光原子芯片的锶原子光钟，利用魔术波长减小频移，可通过交流斯塔克位移补偿频移，仅用蓝失量倏逝光场即可运行，短期稳定度约10⁻¹⁶/秒，准确度约5×10⁻¹⁵。
2026-10-12 physics.atom-ph
Experimental study of the role of trap symmetry in an atom-chip interferometer above the Bose-Einstein condensation threshold
本文报道了在玻色-爱因斯坦凝聚阈值以上超冷铷87原子的原子-芯片干涉仪的实验研究。在干涉仪序列期间，观察到的对比度衰减时间与温度和陷阱对称度的相关性与发表在[Dupont-Nivet et al.，NJP 18，113012（2016）]。这些结果为捕获热原子的精确测量铺平了道路。
2018-01-16 physics.atom-ph
Transporting cold atoms towards a GaN-on-sapphire chip via an optical conveyor belt
本研究展示了一种基于GaN-on-sapphire芯片的混合光子-原子平台，利用光学传送带将冷原子从自由空间输运至芯片，最大输运效率约50%，输运距离500微米，为高效装载原子到倏逝场陷阱及实现单原子-单光子强相互作用开辟了新途径。
2023-05-13 physics.atom-ph
Adsorbate Electric Fields on a Cryogenic Atom Chip
我们研究了低温原子芯片从室温冷却到低温时，吸附物产生的电场的行为。使用里德伯电磁感应透明，我们测量的场强与距离从一个1平方毫米的YBCO图案到YSZ芯片基板。我们发现，在室温下，一个本地化的和稳定的偶极场，并归因于化学吸附的铷原子的饱和层的YBCO。当芯片冷却到83 K时，我们观察到电场的符号变化以及从局部到离域偶极子密度的转变。我们涉及到这些变化的发病时，在芯片表面上的物理吸附的范德华吸引力克服了热脱附机制。我们的研究结果表明，通过仔细选择衬底材料，它可能会减少原子吸附在芯片上所造成的电场，开放实验控制里德伯表面耦合方案。
2014-01-03 physics.atom-ph
Matter-wave beam splitter on an atom chip for a portable atom-interferometer
我们在原子芯片上用~（87）Rb玻色-爱因斯坦凝聚体制作了一个物质波分束器。通过使用射频诱导的双阱势，我们能够将BEC分裂成两个云，分离距离从2.8 μm到57 μm。这两个自由膨胀的BEC之间的干扰已被观察到。通过改变射频场的振幅、频率或偏振态，我们研究了分束器的行为。从实际应用的角度来看，我们的BEC操作系统是适合应用于干涉测量，因为它是紧凑的，由于在真空室上的阳极键合原子芯片的重复率高。该便携式系统占用0.5 m3的体积，并以高达~0.2 Hz的重复频率工作。
2016-01-26 physics.atom-ph
From coherent collective excitation to Rydberg blockade on an atom chip
使用时间分辨的测量，我们证明了相干集体里德堡激发跨越到里德堡封锁在一个致密的和超冷的气体被困在距离100 $μ$ m的室温原子芯片。我们进行拉姆齐型测量来表征的相干性。实验数据与使用平均场近似的主方程的数值结果以及基于超原子的哈密顿量的结果吻合得很好。这些结果代表了在原子芯片上探索强相互作用驱动里德伯气体的重大进展。
2019-01-02 physics.atom-ph
Measurement of the trapping lifetime close to a cold metallic surface on a cryogenic atom-chip
在低温原子芯片实验中测量了磁囚禁原子的囚禁寿命。超冷原子云与沉积在超导捕获线顶部的薄金层保持固定距离。寿命的研究作为一个功能的距离表面和电线。观察到不同的制度，其中的损失率是由技术的电流噪声在电线或约翰逊-奈奎斯特噪声在金属金层，在良好的协议与理论预测。远离表面，我们观察到异常长的捕获时间的原子芯片，在10分钟的范围内。
2009-01-27 physics.atom-ph
One dimensional lattice of permanent magnetic microtraps for ultracold atoms on an atom chip
报道了在原子芯片上制作的周期为10微米的一维永磁晶格中超冷原子的加载和捕获。产生磁晶格势的凹槽结构被制造在硅衬底上，并涂覆有有效厚度为960 nm的垂直磁化的多层TbGdFeCo/Cr膜。超冷原子在Z线磁阱中被蒸发冷却，然后通过施加适当的偏置场被热转移到磁晶格势。在我们的实验条件下的陷阱频率高达90 kHz的磁晶格中的测量和原子被困在距离小于5微米的表面与测量寿命约450 ms。这些结果是重要的背景下的中性原子的量子相干性的研究在原子芯片上的周期性磁势。
2008-01-04 physics.atom-ph
Noise budget of a trapped on chip cold atom Rubidium 87 clock
本研究实现了基于冷铷87原子团、Ramsey时间约600ms的片上原子钟，在无磁屏蔽、实验室日温漂数度的条件下完成搭建，并对其已知噪声开展了全面研究。
2025-06-11 physics.atom-ph
Characteristics of integrated magneto-optical traps for atom chips
我们研究了硅中微加工的金字塔形磁光阱（MOTs）的操作。的加载和损失率的测量提供洞察附近的表面在MOT动态的作用。荧光与激光频率和强度的研究使我们能够开发一个简单的操作理论。捕获在金字塔中的$^{85}$ Rb原子的数量大约为$L^6$，其中$L \lesssim 6$是以mm为单位的尺寸。这是从捕获速度和尺寸之间的关系很自然地得出的，并且不同于通常用于描述较大MOT的$L^{3.6}$。我们的研究结果构成了迈向完全集成的原子物理学实验和设备的实质性进展。
2011-01-04 physics.atom-ph
A tuneable wavelength reference for chip-scale laser cooling
我们展示了一个可调的，芯片级的波长参考，大大降低了冷原子传感器的复杂性和体积。1 mm光程长度的微制造单元提供原子波长参考，通过塞曼移动原子跃迁通过印刷电路板（PCB）线圈产生的磁场来实现动态频率控制。激光频率稳定系统的动态范围进行了评估，并与改进的一代芯片级冷原子平台，陷阱400万87Rb原子。可扩展性和组件整合为冷原子传感器的小型化迈出了关键一步。
2022-12-06 physics.atom-ph
Symmetric micro-wave potentials for interferometry with thermal atoms on a chip
提出了一种基于状态选择绝热势的双微波频率囚禁原子干涉仪。我们表明，这种配置提供了一种方法来实现高度的对称性之间的两个臂的干涉仪，这是必要的相干分裂和重组的热（即非凝聚）原子。由此产生的干涉仪有望实现高对比度和长相干时间，同时避免基于被困玻色-爱因斯坦凝聚体的干涉仪的平均场相互作用问题。
2014-12-23 physics.atom-ph
Fifteen Years of Cold Matter on the Atom Chip: Promise, Realizations, and Prospects
在这里，我们审查领域的原子芯片的背景下，玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC），以及一般的冷物质。在BEC第一次实现20年和原子芯片实现15年后，人们发现后者能够实现非凡的壮举：从每秒产生几个BEC的速度，到实现物质波干涉测量，一直到新颖的表面探测和新的力量。此外，技术应用也在加紧推进。这篇评论将描述这些发展和更多，包括尚未实现的新想法。
2016-05-16 physics.atom-ph
On loading of a magneto-optical trap on an atom-chip with U-wire quadrupole field
研究了U形线产生的类四极磁场对原子芯片上磁光阱（MOT）中$^{87}Rb$冷原子加载的影响。模拟结果表明，四极场分布和四极场中心随U形线电流和偏置场值的变化而变化。模拟结果表明，产生的场形与理想四极场的相似性主要取决于U形线电流和偏置磁场的大小。在MOT中观察到的被困原子的数量和它的位置也被发现依赖于四极场的配置。当场位形接近理想四极场时，MOT中被囚禁的原子数达到最大。这项研究将有助于优化的数量在MOT之前，这些冷原子在原子芯片线陷阱。
2018-01-31 physics.atom-ph
Magneto-optical Trapping through a Transparent Silicon Carbide Atom Chip
我们证明了在磁光阱中捕获大约一亿个铷原子的可能性，其中几个光束穿过安装在真空室壁上的透明原子芯片。该芯片由沉积在碳化硅衬底上的金微电路制成，具有良好的导热性。我们展示了如何回射配置可以有效地解决芯片的双折射问题，允许原子捕获在任意距离的芯片。我们还演示了通过芯片检测，授予大数值孔径。这种配置相比，其他原子芯片器件，并讨论了一些可能的应用。
2011-09-09 physics.atom-ph physics.optics
Two-dimensional array of microtraps with atomic shift register on a chip
捕获原子的阵列是开发包括用于存储和处理量子信息的大量物理量子位的寄存器的理想起点。一种非常有前途的方法涉及在称为原子芯片的微制造设备上产生的中性原子陷阱，因为几乎任意的陷阱配置都可以在坚固而紧凑的封装中实现。然而，到目前为止，原子芯片实验一直集中在包含单个或几个单独陷阱的小型系统上。在这里，我们报告的实验上的二维阵列的捕获超冷原子云准备使用一个简单的磁膜原子芯片。我们能够将原子装载到数百个紧密限制和光学分辨的阵列位置中。然后，我们将单个原子云冷却到量子简并所需的临界温度。利用原子芯片作为原子移位寄存器，原子在芯片表面上穿梭，并且使用聚焦激光来快速清空各个陷阱来实现原子的局部操纵。
2009-02-13 physics.atom-ph quant-ph
Electric field sensing near the surface microstructure of an atom chip using cold Rydberg atoms
利用冷原子测量了原子芯片异质金属/介质表面附近的电场。原子对电场的敏感性通过激发原子到里德堡态而增强，里德堡态的极化率是基态的10^8倍。我们把测量到的电场归因于原子芯片导线之间绝缘体的充电。令人惊讶的是，观察到这些领域可能会显着降低与适当的电压偏置，建议配置的混合量子系统的未来发展。
2012-06-29 physics.atom-ph quant-ph
Spatially Resolved Excitation of Rydberg Atoms and Surface Effects on an Atom Chip
我们在原子芯片上演示了空间分辨的里德伯原子的相干激发。利用电磁感应透明（EIT）技术研究了镀金芯片表面附近里德伯原子的性质。我们测量的距离相关的位移（~10 MHz）的里德堡能级所造成的空间不均匀的电场。测得的场强和距离的依赖性是在协议与一个简单的模型由一个本地化的补丁Rb吸附物沉积在芯片表面上的实验过程中产生的电场。EIT共振仍然很窄（< 4 MHz），观察到的宽度与原子表面距离无关，低至~20 \mum，表明里德伯态的寿命相对较长。我们的结果为原子芯片上里德堡激发原子的偶极物理、集体激发、量子精密测量和量子信息处理等研究开辟了道路。
2010-04-19 physics.atom-ph quant-ph
High-Resolution Imaging and Optical Control of Bose-Einstein Condensates in an Atom Chip Magnetic Trap
利用硅玻璃复合原子芯片实现了一种高分辨率超冷原子投影成像系统。原子芯片被金属化以实现磁捕获，而玻璃区域使得能够对驻留在芯片表面下方约100微米的磁阱中的原子进行高数值孔径光学访问。原子芯片作为真空系统的一面墙，这使得商业显微镜组件能够用于投影和成像。全息产生的光图案被用来将雪茄形的磁阱光学切片成单独的区域;这已经被用来同时产生多达四个玻色凝聚体。使用荧光技术，我们已经证明了在陷阱成像分辨率下降到2.5微米
2012-08-24 physics.atom-ph quant-ph
Chip-integrated voltage sources for control of trapped ions
捕获离子量子信息处理器提供了许多优点，可以在大量量子比特上实现高保真操作，但目前的实验需要庞大的外部设备来对许多离子进行经典和量子控制。我们证明了低温操作的离子阱，采用单片集成的高电压CMOS电子（$\pm 8\mathrm{V}$全摆幅）产生表面电极控制电位，而不需要外部的模拟电压源。串行总线对单个芯片内的16个数模转换器（DAC）的阵列进行编程，这些DAC向芯片上的分段电极施加电压以控制离子运动。此外，我们提出了一个集成电路，使用模拟开关，以减少电压噪声的陷阱电极上，由于集成放大器超过$50\mathrm{dB}$。我们验证了我们的集成电子的功能，通过执行诊断与捕获的离子，并发现噪声和速度性能类似，我们观察到使用外部控制元件。
2018-10-16 physics.atom-ph quant-ph
Magnetic-film atom chip with 10 $μ$m period lattices of microtraps for quantum information science with Rydberg atoms
我们描述了一种在原子芯片上制造超冷原子磁微阱晶格的装置的制作和结构。晶格由永磁膜的光刻图案化限定。图案化的磁性薄膜原子芯片能够在宽范围的长度尺度上实现各种各样的捕获几何形状。我们展示了一个原子芯片的晶格常数为10 $μ$米，适用于实验中的量子信息科学采用原子之间的相互作用，在高激发里德堡能级。有源俘获区包含具有正方形和六边形对称性的晶格区，其中两个区在界面处接合。在原子芯片下面安装了从银箔上切下的宏观金属丝结构，以便将超冷的$^{87}$ Rb原子加载到微阱中。我们证明加载的原子到正方形和六边形晶格部分同时显示解决个别晶格网站的成像。原子芯片上的磁膜晶格为超冷原子的实验提供了一个通用的平台，特别是对于量子信息科学和量子模拟。
2014-07-01 physics.atom-ph quant-ph
Realizing a stable magnetic double-well potential on an atom chip
我们讨论了在原子芯片上利用载流导线实现磁双阱势的设计考虑和实现。对捕获电势的稳定性要求导致这种器件的典型尺寸为微米级。我们还提出了使用该设备来操纵冷的，被困原子的实验。
2005-03-14 cond-mat.other physics.atom-ph
A chip-scale atomic beam source for non-classical light
本研究将芯片级铷原子束源与高精细度腔量子电动力学系统集成，成功产生非经典光，为分布式非经典光源开辟新途径，并为提升芯片级磁力计和原子钟性能奠定基础。
2025-05-30 physics.atom-ph quant-ph
Absorption Imaging of Ultracold Atoms on Atom Chips
对接近表面的超冷原子气体进行成像是对使用原子芯片进行的实验进行详细分析的重要工具。我们描述了需要考虑的关键因素，特别是当成像光束是故意从表面反射。特别是我们提出的方法来测量原子表面的距离，这是一个先决条件的磁场成像和研究原子表面相互作用。
2011-04-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
An on-chip optical lattice for cold atom experiments
提出了一种基于原子-芯片的集成光晶格系统，用于冷原子和超冷原子的研究。形成晶格所需的逆反射光学器件直接键合到原子芯片，从而实现紧凑且鲁棒的片上光晶格系统。在磁阱中实现玻色-爱因斯坦凝聚后，我们将原子直接加载到垂直取向的一维光晶格中，并演示了朗道-齐纳隧穿。本文提出的原子芯片技术可以很容易地推广到更高维的光晶格。
2015-06-29 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Planar Integrated Magneto Optical Trap
摘要磁光阱（MOT）是收集和制备冷原子的重要工具，具有广泛的应用。我们展示了一个平面集成的MOT通过结合一个光栅芯片和一个磁线圈芯片。平面光栅芯片将传统的六光束配置简化为单个激光束;平面线圈芯片取代了传统的圆柱形几何形状的反亥姆霍兹线圈。我们在平面集成的MOT中捕获了10^{4}个冷^{87} \text{Rb}原子，位于芯片表面上方3-9 mm处。这种新颖的配置有效地减少了体积，重量和复杂性的MOT，带来的好处，包括重力仪，时钟和量子存储器设备的应用。
2021-07-15 physics.atom-ph physics.optics
Cavity driven Rabi oscillations between Rydberg states of atoms trapped on a superconducting atom chip
由冷原子和微波谐振器组成的混合量子系统可以实现原子自旋系统之间的腔介导的无限程相互作用，并实现用于微波到光学转换的原子量子存储器和换能器。为了实现原子与片上微波谐振器的强耦合，建议使用具有强电偶极跃迁的原子里德伯态。本文报道了在集成超导原子芯片上实现超冷原子里德堡跃迁与共面波导谐振腔微波场的相干耦合。我们观察并描述了腔驱动的原子里德堡态在非均匀电场中的拉比振荡。我们的研究证明了里德伯原子与超导电路相互作用的相干态操纵的可行性，但也揭示了挑战。
2021-05-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Multi-layer atom chips for versatile atom micro manipulation
我们采用了光学紫外线和电子束光刻的组合，以创建一个原子芯片结合亚微米线结构与较大的传统线在一个单一的基板上。这种新的多层制造技术可以实现交叉线结构，大大提高了超冷量子气体和玻色-爱因斯坦凝聚体的设计潜力。即使是最小的导线结构也能支持大于6 x 10^7 A/cm^2的大电流密度和在0.3微米间隙内高达65 V的高电压。我们通过实验证明了下一代原子芯片的灵活性，通过在磁阱中产生玻色-爱因斯坦凝聚体，所述磁阱由涉及所有不同制造方法和结构尺寸的线的组合产生。
2008-01-22 physics.atom-ph physics.ins-det
Atom chips with free-standing two-dimensional electron gases: advantages and challenges
在这项工作中，我们考虑的优势和挑战，使用独立的二维电子气（2DEG）作为原子芯片中的活性成分操纵超冷合奏碱金属原子。我们计算捕获参数实现与典型的高迁移率2DEG在原子芯片配置，并确定该系统的优势，从原子芯片在亚微米的距离捕获原子。我们展示了如何利用原子气体对磁场不均匀性的敏感性来用量子电子器件控制原子，反之，利用原子来探测半导体器件的结构和输运性质。
2017-08-03 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
A single atom detector integrated on an atom chip: fabrication, characterization and application
我们描述了一个强大的和可靠的单原子荧光检测器，是完全集成到一个原子芯片。该探测器允许对原子进行光谱和空间选择性探测，单原子探测效率达到66%。它由一个锥形透镜单模光纤和一个多模光纤组成，前者用于精确传输激发光，后者用于收集荧光。光纤安装在原子芯片上光刻限定的保持结构中。对磁波导中自由运动的中性~（87）Rb原子进行了探测，分析了其荧光发射的噪声。光子分布的方差允许确定检测到的光子/原子的数量，并从那里确定原子检测效率。荧光的二阶强度关联函数显示出近乎完美的光子反聚束和阻尼拉比振荡的迹象。通过简单的改进，可以将检测效率提高到> 95%。
2010-02-08 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
A high-flux cold-atom source utilising a grating atom chip
该研究利用纳米结构衍射光栅的原子芯片，从单束激光生成磁光阱所需光束，结合二维$^+$-MOT原子源，实现每秒捕获$10^9$个原子并冷却至$14\\,\mu$K，演示磁捕获，为便携式BEC量子传感装置简化迈出关键一步。
2024-06-14 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Atom chips on direct bonded copper substrates
我们提出了使用直接键合铜（DBC）的高功率原子芯片的简单制造。使用DBC的原子芯片具有几个优点：优异的铜/衬底粘附性、高纯度、厚（> 100微米）的铜层、高衬底导热性、高纵横比导线、快速（< 8小时）制造的潜力以及三维原子芯片结构。提出了用于DBC原子芯片制造的两种掩模选择，以及用于将线图案蚀刻到铜层中的两种方法。将磁场梯度优化为功耗函数的导线纵横比确定为0.84：1（高：宽）。还确定了作为磁陷获高度的函数的最佳导线厚度。一个测试芯片，能够支持100 A的电流2秒而不失败，是用来确定的DBC的热阻抗。还示出了使用两个DBC原子芯片来提供磁约束的组件。
2010-07-27 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph physics.ins-det
Towards all-optical atom chips based on optical waveguides
本文从理论上研究了悬浮脊形光波导中两种主要单模双色倏逝光场中原子的相干导引。特别注意的是宽度大于光波长的波导，这提供了更好的横向稳定性的表面陷阱和波导，并可以用于相干布拉格分束器的物质波，基于由两个交叉的光波导的倏逝光波干涉形成的光栅。研究了原子倏逝波波导的单模区。讨论了全光原子芯片的总体结构和关键元件。
2019-12-19 physics.atom-ph physics.optics
Controlling Stray Electric Fields on an Atom Chip for Rydberg Experiments
处理表面附近里德伯原子的实验必须处理里德伯原子对（杂散）电场的高灵敏度，这些电场通常来自表面上的吸附物。我们展示了一种通过改变吸附物分布来修改和减小杂散电场的方法。我们使用一个里德伯激发激光局部影响吸附偶极子分布。通过调整平均曝光时间，我们改变了强度（在来自芯片的$78\,μ\textrm{m}$处具有小于$0.2\,\textrm{V/cm}$的最小值），甚至改变了垂直场分量的符号。这项技术是一个有用的工具，实验处理表面附近的Ryberg原子，包括原子芯片。
2017-10-15 physics.atom-ph quant-ph
Heating rate and spin flip lifetime due to near field noise in layered superconducting atom chips
我们从理论上研究了被困在分层超导结构附近的原子的近场噪声引起的加热速率和自旋翻转寿命。特别是，我们比较的情况下，金层沉积在超导体的情况下，裸露的超导体。我们研究了一种基于铱和一种基于YBCO的芯片。对于铌和YBCO芯片在4.2 K的温度下，我们发现，金层的沉积可以有一个显着的影响的加热速率和自旋翻转寿命，作为近场噪声的增加的结果。在77 K的芯片温度下，YBCO芯片的这种效应不太明显。
2009-12-11 physics.atom-ph quant-ph
Pyramidal micro-mirrors for microsystems and atom chips
通过在氢氧化钾中的各向异性蚀刻，在硅晶片的（100）表面中产生凹金字塔。然后通过将金溅射到金字塔的光滑硅（111）面上来形成高质量的微镜。这些反射镜显示出很大的前景，作为高品质的光学器件，适合集成到MOEMS和原子芯片。我们已经证明，这种形状的结构可以用来激光冷却和保持原子在磁光阱。
2005-09-13 physics.atom-ph physics.optics
A planar ion trap chip with integrated structures for an adjustable magnetic field gradient
我们提出了一个分段的表面离子阱集成载流结构的设计，制造和表征。后者产生空间变化的磁场，这是离子有效自旋之间的磁梯度感应耦合所必需的。我们证明了172 Yb+离子的字符串的捕获，表征的陷阱和地图磁场的射频-光学双共振光谱的性能。此外，我们应用和表征的磁梯度，并证明在一个字符串的三个离子使用RF辐射的个人寻址。
2013-09-30 physics.atom-ph quant-ph
Optically Tailored Trapping Geometries for Ultracold Atoms on a Type-II Superconducting Chip
超导原子芯片在实现对超冷原子的囚禁结构方面具有非常显著的优势。我们扩展这些优势，进一步发展的能力，动态定制的超导陷阱架构。通过将光学图像转移到超导膜的表面上来加热超导膜的选定部分，我们能够改变电流密度分布并产生所需的捕获电势。这种方法使我们能够改变磁阱的形状和结构，从而在原子电子学中实现多方面的应用。
2019-05-09 cond-mat.supr-con physics.atom-ph quant-ph
Bose-Einstein Condensation on a Permanent-Magnet Atom Chip
我们在基于周期磁化录像带的永磁体原子芯片上产生了玻色-爱因斯坦凝聚体。我们观察到的膨胀和动力学的冷凝物中的一个微观波导接近表面。原子在该电介质材料附近保持被捕获的寿命显著长于相同厚度的金属表面上方。这些结果说明了微观永磁体结构的量子相干制备和操纵冷原子的适用性。
2005-10-13 cond-mat.other physics.atom-ph
An Atom Michelson Interferometer on a Chip Using a Bose-Einstein Condensate
原子迈克耳孙干涉仪是在"原子芯片"上实现的。"该芯片使用光刻图案的导体和外部磁场来产生和引导玻色-爱因斯坦凝聚体。凝聚态原子的分裂、反射和重组是通过波矢沿原子波导排列的驻波光场来实现的。通过磁场梯度或初始凝聚速度引入干涉仪两臂之间的差分相移。在原子传播时间为10 ms时，仍然可以观察到20%的干涉对比度。
2004-07-27 cond-mat.other cond-mat.soft physics.atom-ph
Chip-scale atomic diffractive optical elements
原子系统长期以来提供了具有独特量子特性的有用材料平台。原子蒸气中有效的光-物质相互作用导致了许多开创性的科学成就，包括准确和精确的计量学和量子设备。在过去的几十年中，具有微小特征的薄光学元件领域已经被广泛研究，展示了前所未有的线性和非线性控制光子自由度的能力，应用范围从摄影和空间光调制器到白内障手术植入物。原子与这种薄器件的杂交可以提供一种新的材料系统，使传统的蒸汽电池具有增强的功能。在这里，我们制造和展示芯片级，量子衍射光学元件，映射原子状态的衍射光的空间分布。两个基本的衍射元件，层状光栅和菲涅耳透镜，与含有热原子蒸气的原子通道杂交，表现出非常强的频率依赖行为。为芯片级原子衍射光学元件提供设计工具，为各种紧凑的薄量子光学元件开辟了一条道路。
2018-12-04 physics.atom-ph physics.optics
Hybrid Trapping of $^{87}$Rb Atoms and Yb$^{+}$ Ions in a Chip-Based Experimental Setup
将激光冷却的囚禁离子和超冷量子气体结合在一个实验装置中的混合量子系统，开辟了一个快速发展的研究领域，包括量子化学、极化子物理、量子信息处理和量子模拟。我们提出了一个完全开发和测试的离子阱芯片，并提出了一个平面芯片陷阱，可以放置在离子阱下面。这种设计基本上解决了混合阱所特有的困难，并且具有良好对准的芯片，其允许独立调整原子阱的深度以及离子的限制和定位。离子阱已成功地测试与线性离子晶体的Yb $^{+}$和中性$^{87}$ Rb也加载到一个mMOT下的离子捕获区域几毫米。
2023-01-25 physics.atom-ph quant-ph
Compact chip-scale guided cold atom gyrometers for inertial navigation: Enabling technologies and design study
这项工作回顾了主题的旋转传感与紧凑的冷原子干涉仪。被认为是一组有代表性的紧凑型自由落体冷原子陀螺仪，因为在不同的方面，他们建立了一个旋转测量参考冷引导原子技术。本文首先讨论了与基于原子芯片的紧凑型惯性传感器的一组关键功能构建模块相关的冷引导原子的使能技术。这些功能涉及原子的准确和可再现的定位，以启动测量周期，相干动量转移到原子波包，抑制传播引起的退相干由于潜在的粗糙度，片上检测，和真空动力学，因为它对传感器的稳定性，这是由于测量死区时间的影响。基于现有的使能技术，原子芯片陀螺仪的设计与引导原子的形式化使用的设计情况下，对待设计元素，如指导，制造，比例因子，转速灵敏度，光谱响应，重要的噪声源，和传感器的稳定性。
2019-12-14 physics.atom-ph physics.ins-det quant-ph
Fermions on atom chips
我们回顾我们最近和正在进行的工作与费米气体的原子芯片。在回顾了一些统计和热力学性质的理想，非相互作用的费米气体，并简要介绍了我们的原子芯片和它的能力，我们讨论了我们的实验方法，以生产钾-40简并费米气体（DFG）的共振冷却的铷-87玻色-爱因斯坦凝聚体上的原子芯片。在此过程中，我们描述了影响原子芯片微阱加载效率的因素。这是其次是讨论的物种选择性在射频操纵的玻色-费米混合物，我们探讨的上下文中的交感蒸发冷却和射频修饰绝热双阱势。接下来，我们描述了一个交叉束偶极陷阱的原子芯片设置，在其中我们产生和操纵强相互作用的自旋混合物钾-40的合并。最后，我们总结了未来的研究方向与DFG和原子芯片的简要讨论。
2011-03-15 cond-mat.stat-mech physics.atom-ph quant-ph
