原子物质波的干涉现象是原子物理和量子光学的一个重要分支, 肇始于原子在晶体表面的衍射和原子钟中的分离场技术。由于极高的稳定性和准确性, 原子干涉已成为一个成熟而强大的工具, 在现代科学技术中特别是在惯性测量领域都有非常重要的应用。回顾了原子干涉仪中用到的相干动量操控技术, 包括 Raman双光子跃迁、Bragg衍射以及Bloch 振荡等, 并在此基础上进一步总结了大动量转移技术的实现方式, 对比了不同方式的优缺点, 重点介绍了各种方法的使用范围及最新研究进展。

本文研究了超冷原子与光腔的耦合系统。一团无相互作用的玻色-爱因斯坦凝聚体囚禁在法布里-珀罗光学谐振腔中,其中两束频率不同的驻波激光场被激发,形成了一个准周期性光晶格。同时,原子受到一个恒定外力作用,外力由原子本身重力提供。本文重点研究了腔场调控下的一维准周期性晶格中的腔动力学和原子动力学。采用平均场理论、绝热近似、襞裂算符等方法,对上述系统进行了数值模拟。结果显示,频率不同的两种晶格的叠加,使势阱的周期性得到破坏,腔和原子的动力学特征均显示出周期性被破坏的现象。此外,我们还从晶格能带的角度进行了分析和解释。原子质心运动与腔驻波场的耦合,使腔内探测光受到影响,这为探测原子动力学提供了有效途径。