基于长工作距离的显微物镜结构设计并加工一套高分辨率显微成像系统，以应对冷原子高分辨成像的需求。仿真结果表明，所设计的高分辨率显微成像光学系统在671 nm波长附近的数值孔径为0.55、工作距离可达14 mm，并在200 μm×200 μm大小的视场范围内光学传递函数（MTF）曲线逼近理论衍射极限。实际点光源衍射实验结果表明，将直径大小为（300±50）nm的针孔作为点光源，实际测得该显微成像物镜系统的分辨率优于1 μm，可校正由厚度为3.35 mm真空视窗引入的像差，改善超冷量子气体成像系统的分辨率。通过精确控制镜筒中透镜间距，该高分辨率显微成像系统可应用于其他常用超冷原子，如Na、K和Rb等，为超冷量子气体实验提供更加直观便捷的成像探测工具。

本文解析研究了6Li超冷费米气体宽Feshbach共振散射动力学演化过程，将整个散射过程转化为一个单重态和一系列准连续态的散射共振，等效于涉及接触势的散射过程，在原子波包的持续时间内，束缚态中不断地出现原子布居，并将输入的波包非弹性散射到与之耦合的所有通道中。随着相互作用时间的增加，布居数转移幅度越来越大，连续态和束缚态之间的散射概率逐步增加，最终达到碰撞稳态。同时我们定量的计算了在原子散射过程中连续态和束缚态的动力学演化，在散射过程中连续态和束缚态的总概率守恒，连续态和束缚态之间布局数交换发生在散射共振前后的数十纳秒时间内。

我们通过精确锁定Feshbach共振线圈中的电流,获得了稳定度接近10-5的Feshbach共振磁场。利用RF射频谱和原子共振损失谱精确地测量了超冷6Li费米原子气体的窄Feshbach共振,研究了该Feshbach共振的相互作用和原子气体的能量依靠关系,测量了原子内态相互作用和密度所导致的射频跃迁的散射碰撞频移。这种能量依靠的相互作用的费米原子气体具有重要的意义,可以产生新奇的超流,用来模拟中子星物质的态方程。

我们用简单的系统实现了6Li费米原子的冷却及俘获, 研究了磁光阱中冷原子的装载动力学。 由于其质量小和反冲动量大等特点, 装载、冷却及俘获过程和其他的碱金属原子具有极大的不同。我们测量了装载率、单体碰撞损失率和原子数与温度的关系。 基于气体动能和原子碰撞散射的理论计算来解释实验的测量结果。 实现的长寿命6Li冷原子对将来研究超冷费米原子的量子简并及其强相互作用具有重要的意义。