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原子激光冷却与囚禁技术是近些年物理学前沿最热门的研究方向之一。现代激光冷却和囚禁技术能使实验获得nK量级极低温度的原子气体，它使得玻色-费米量子简并气体的实现得到了迅速的发展。稀薄气体为原子分子物理的研究提供了一个理想的环境，它有助于物理学家更加准确的了解原子的电子结构与超冷分子的形成机制。简并费米气体和玻色-费米混合气体中通过协同冷却技术实现的BEG(Bose-Einstein Condensation)-BCS(Bardeen-Cooper-Schrieffer)交叉区域为理解凝聚态物质中的高温超导、强相互作用、超冷分子的制备提供了新的研究方法。
本论文的主要工作是搭建了87Rb-40K玻色-费米混合气体磁光阱实验装置，这是获得87Rb-40K玻色-费米混合量子简并气体的第一步。具体工作及研究结果有以下几个部分:
1、建立了冷却87Rb-40K原子冷却与囚禁的激光系统。该装置采用三台外腔光栅反馈半导体激光器、一台深冷注入锁定从激光器和两台半导体激光放大器组成激光系统。实验中，采用饱和吸收锁频技术把87Rb和40K原子的冷却光与再抽运光的频率锁定在相应的跃迁能级上。三台外腔光栅反馈半导体激光器通过声光调制器分别产生作为87Rb和40K原子的冷却光和再抽运光，然后用780nm的半导体激光放大器对87Rb的冷却光进行放大，用767nm的半导体激光放大器对40K的冷却光和再抽运光同时放大。该装置可同时产生功率超过200mW（经过单模保偏光纤空间滤波后）冷却与囚禁87Rb和40K原子的冷却光和再抽运光，结构紧凑，工作稳定。
实验中，自制了真空差分管、冷却循环水、深冷注入锁定从激光器和配套的电流源及温控器等器件。
2、采用机械泵-旋片式分子泵泵组、溅射离子泵、钛升华泵、真空电离规及一批真空组件等设计搭建实现了水平结构的两级超高真空系统。实验需要的铷源（铷泡）和钾源（释放剂）安装在真空系统的第一真空气室(Collection cell)部分，经过烘烤抽气过程得到了第一级真空气室真空度为10-7pa量级，第二级真空气室(Science cell)真空度为10-9pa量级的预期超高真空度。
3、实现了费米子40K原子的磁光阱，得到了初步冷却的原子样品，为实现40K原子的简并费米气体奠定了基础。