北京時間2012年10月9日下午5時45分，在瑞典首都斯德哥爾摩的卡羅琳斯卡醫(yī)學(xué)院，瑞典皇家科學(xué)院諾貝爾獎評審委員會將2012年諾貝爾物理學(xué)獎授予給了致力于量子光學(xué)的兩位科學(xué)家—法國物理學(xué)家塞爾日•阿羅什與美國物理學(xué)家戴維•瓦恩蘭，獲獎評語為“提出了突破性的實驗方法，使測量和操控單個量子系統(tǒng)成為可能”。

    非專業(yè)領(lǐng)域的人士可能對量子光學(xué)這一領(lǐng)域感到比較陌生。事實上，一段很長的時間以來，人們想在一個微觀角度來研究光與物質(zhì)的相互作用是一件非常困難的事情。因為，在研究光或者其他物質(zhì)的單個粒子這些微觀的研究對象來說，經(jīng)典物理學(xué)理論已經(jīng)不適用，而量子力學(xué)理論則規(guī)定了微觀世界的基本規(guī)則。而單個粒子卻很難從環(huán)境中獨立出來，并且，一旦同周圍的環(huán)境發(fā)生相互作用，其量子特性便會喪失。而阿羅什與瓦恩來所帶領(lǐng)的各自的研究小組，分別發(fā)展出實用的實驗方法，以測量并操控非常脆弱的量子態(tài)。

    我們可以通過瓦恩蘭的實驗來了解這一過程，當(dāng)瓦恩蘭俘獲帶電原子（離子）后，開始利用光（光子）對其進行測量和操控。所俘獲的物質(zhì)離子被隔離在冷（超低溫）環(huán)境中，防止被周圍環(huán)境干擾。瓦恩蘭巧妙的使用激光束以及激光脈沖不斷抑制離子的熱運動，從而使離子的動能將為零，從而進入特定的量子疊加態(tài)中（疊加態(tài)正是量子世界里最神秘的特性）從而保持住了單個粒子的量子特性。

    不僅僅是以阿羅什和瓦恩蘭為代表的外國學(xué)者近年來致力于該領(lǐng)域的研究，在國內(nèi)，也有越來越多的人從事著光與物質(zhì)粒子相互作用如冷原子的研究，當(dāng)然也取得了很多可喜的成果。同時，作為冷原子研究所使用的半導(dǎo)體激光管的重要供應(yīng)商德國eagleyard公司，通過同國內(nèi)的獨家代理—富泰科技（香港）有限公司合作，也越來越為國內(nèi)冷原子領(lǐng)域的工作者所熟知。

    在冷原子研究的相關(guān)實驗平臺中，需要使用到激光冷卻、俘獲與操控的原理。激光冷卻是依靠光對原子的機械作用力及相關(guān)的光與物質(zhì)粒子的相關(guān)效應(yīng)來實現(xiàn)的，而半導(dǎo)體激光器以其價格低，可靠性高，操作簡單等優(yōu)點而被廣泛采用。不同于我們常規(guī)使用的通信用半導(dǎo)體激光器，冷原子實驗所使用的半導(dǎo)體激光器的波長需要精確對應(yīng)原子躍遷吸收譜線，而且對線寬和功率均有較高的要求，如eagleyard公司很受歡迎的分布反饋式（DistributorFeedbackBragg）的中心波長為852nm的半導(dǎo)體激光管，用于Cs原子的冷卻與俘獲，線寬可以達到1MHZ以下，自由空間出光功率最大可達150mW。除此之外，eagleyard還可以提供分別對應(yīng)Rb原子D1和D2線躍遷吸收線的795nm和780nm半導(dǎo)體激光管產(chǎn)品并均在冷原子實驗平臺有著優(yōu)異的表現(xiàn)。

      另外，由于激光冷卻，俘獲與操控原子的需要，半導(dǎo)體激光器的輸出功率偏小是一個較大的問題。不過通過搭配使用eagleyard公司已經(jīng)商用化的半導(dǎo)體錐形放大器（TaperedAmplifier），能夠在種子光輸入功率很小的情況下，實現(xiàn)高達2W的功率輸出。eagleyard目前能提供對應(yīng)多種原子躍遷吸收譜線的半導(dǎo)體錐形放大器產(chǎn)品，也同樣被廣泛的用于激光冷卻與俘獲原子的實驗裝置中。

    激光冷卻、俘獲、操控原子以及相關(guān)的科學(xué)應(yīng)用研究在一段時間以來都是前沿量子光學(xué)研究中最活躍的領(lǐng)域，2012年的諾貝爾物理學(xué)獎花落此領(lǐng)域必將掀起國內(nèi)外又一輪相關(guān)研究的高潮。富泰科技也將繼續(xù)攜手eagleyard等合作伙伴為國內(nèi)前沿科學(xué)研究提供更使用的產(chǎn)品和更完善的本地化技術(shù)服務(wù)。