具有暗态的原子和分子的三维多普勒、偏振梯度和磁光力

我们通过数值求解光学布洛赫方程，从理论上研究了三维磁光阱（MOT）中的阻尼力和囚禁力。我们重点关注存在暗态的情况，因为原子被驱动在一个“II型”系统上，其中激发态的角动量$F'$小于或等于基态的角动量$F$。对于这些系统，我们发现三维光场中的力与其一维对应情况有非常不同的行为。这与更常用的“I型”系统（$F'=F+1$）不同，后者的一维和三维行为相似。在I型系统中，对于红失谐光，多普勒力和亚多普勒力都将原子运动阻尼至零速度；而在三维II型系统中，多普勒力和偏振梯度力具有相反的符号。结果，原子被驱动至一个非零的平衡速度$v_{0}$，在此处两力相互抵消。我们发现$v_{0}^{2}$与光强成线性比例，并且对共振失谐相当不敏感。我们还发现了一种新的磁光力，它在低磁场下改变了正常的MOT力，其影响在II型系统中最大。我们讨论了这些发现对分子激光冷却和磁光囚禁的意义，在这些应用中，实现闭合光学循环跃迁不可避免地要使用II型跃迁。