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量子物理学的发展日新月异,若干量子系统的相干操控得到了人们的广泛关注。一般常见的量子系统有单量子点、单电子、超导环以及被囚禁的单原子、单离子等。相比于其他系统,单原子受到背景原子的碰撞几率比较小、能长时间俘获,选择合适的能级,能在常温下保持较长的相干时间,是一个相对“纯净”的量子系统。单原子的操控对于研究单原子的量子行为具有关键作用。而微尺度的光学偶极阱作为一种实现中性单原子俘获的有力工具,它的构建和测量是单原子控制的基础。 光学偶极阱是利用聚焦光场形成的梯度场对原子产生力的作用,进而实现对原子的俘获。常用于俘获单原子的光学偶极阱有两种:红移阱和蓝移阱。红移阱由于其结构简单,是一种较常用的光学偶极阱。在红移阱中,原子在偶极力作用下被囚禁在光强最大的位置,此时光对原子的相干性破坏和加热效应比较显著。而在蓝移阱中,原子受到的偶极力指向光强最弱的地方,原子受到光子的影响大大减弱,这将更有利于精确地研究单原子的量子行为。但是微尺度蓝移阱的结构较红移阱要复杂,其构建和测量相对比较困难。同时,由于“碰撞阻挡”效应的存在,为了实现单原子的俘获,一般将光学偶极阱的尺寸做得非常小。这也进一步增加了阱的构建和测量难度。为了消除俘获过程中光子对俘获原子的作用,获得相干性较好的单原子,本文构建了微尺度的蓝失谐偶极阱,并对其结构和单原子俘获能力进行了实验研究。实验中,我们将两束腰斑为1.5um左右的拉盖尔高斯光束聚焦,在束腰位置处相交得到微尺度的光学偶极阱。再利用CCD获得该光学阱在x-y平面上经过一组特殊的透镜放大后的图像,并重构出阱在x-z和y-z平面的结构信息,从而得到偶极阱的三维结构。此外,我们也对Cs原子在此偶极阱中的一些参数做了估算。此项工作对我们使用蓝移阱实现单原子的操控具有指导意义。