近日，在美国光学学会期刊Optics Letters [Vol. 35 , 2164–2166 (2010)]上发表了中国科学院武汉物理与数学所/武汉光电国家实验室由詹明生和王谨领导的原子芯片团队关于瓶状蓝失谐光偶极阱囚禁单个原子的实验文章。这是该团队在中性单原子囚禁领域继红失谐阱囚禁单原子和旋转单原子后又一重要进展。

现在国际上单个原子大都采用聚焦高斯光束在焦点处形成红失谐偶极阱以实现囚禁，由于原子被束缚在光强最强的地方，所以光子散射率较高，不利于量子态的保存。相对来说，蓝失谐阱中原子被囚禁在光强最弱的地方，因此量子态退相干时间更长。许鹏和何晓东等人利用空间光调制器调节相对于铷原子蓝失谐的激光的位相实现了在聚焦点处光强分布为中空的瓶状光束，并使得中空的区域满足“ 碰撞阻塞条件”，这样在磁光阱共振光的帮助下，两个及更多的原子将不能被偶极阱稳定地束缚，也就意味着该阱最多只能囚禁一个原子。实验观察到了原子荧光的的台阶信号，并测得在该阱中单个原子生存的寿命可达3.6s。相对于其他在光晶格和腔中的蓝失谐单原子阱，该方法具有更易寻址和更易于集成的优点，且可以在空间自由移动。该项工作得到了国家量子调控研究专项和中国科学院知识创新工程项目的支持。