QGM 量子气体显微镜(Quantum Gas Microscope, QGM)

【概要描述】量子气体显微镜(Quantum Gas Microscope, QGM)是一种用于超冷原子体系的单原子分辨成像系统,可实现对光学晶格中原子分布与动力学过程的直接观测。该系统采用高数值孔径、平场消色差光学设计,在可见光波段实现接近衍射极限的空间分辨率,兼顾长工作距离与高成像稳定性。QGM 广泛应用于量子模拟、量子多体物理、强关联体系及冷原子实验平台。

更新时间

2025-02-18

厂商性质

生产商|自主研发|量子精密光学仪器制造商

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详细介绍

QGM-I 量子气体显微镜 | MQTEK

QGM-I 量子气体显微镜Quantum Gas Microscope

宽视场、大工作距离、全波段覆盖。专为科研实验室定制的高分辨率成像系统。

       量子气体显微镜QGM-I 产品图片

产品概述Product Overview

大工作距离的量子气体显微镜头专为科研实验室定制化设计。采用精密消色差结构,能在多层介质、大工作距离场景保持高质量成像。镜头采用优化的大工作距离设计,能够在复杂墙体结构中自由布局,例如离子阱刀片电极、玻璃气室窗口、量子气体显微镜真空腔等。

光学系统在 UV-NIR 范围均保持点扩散函数(PSF),并在 393 nm、397 nm、780 nm、852 nm 等典型原子跃迁波长上实现衍射极限。成像分辨率适用于光晶格单元子级别分辨,支持单原子检测。

宽视场与大工作距离

工作距离 ~20 mm,数值孔径 NA > 0.6。满足从毫米级到厘米级的原子气体观测需求,实现远距离衍射极限成像。

全波段覆盖 (UV-NIR)

超宽光谱覆盖 (313–1529 nm),兼容主流冷原子与离子阱波长(如 Rb, Cs, Li, Ca+, Ba+, Sr+, Yb+ 等)。

多介质环境支持

专为真空、熔融石英等多介质环境设计,适配超高真空(UHV)腔体,大视场与高 NA 兼得。

原子层析成像

支持原子层析成像 (Atomic Tomography) 和多层成像,可重建原子云的三维结构。

技术参数Technical Specifications

参数 (Parameter)数值 (Value)备注 (Remark)
一般规格 (General Specifications)
型号QGM 定制系列Custom Series
数值孔径 (NA)0.6 ~ 0.8High Numerical Aperture
工作距离 (WD)1 mm ~ 20 mmLong Working Distance
工作波段313 nm ~ 1529 nmUV - Visible - NIR
工作介质真空、熔融石英Vacuum, Fused Silica
斯特列尔比 (Strehl Ratio)> 0.8设计波长达到衍射极限
波相差 (Wavefront Error)PV ≤ λ/4, RMS ≤ λ/16High Optical Quality
视场范围 (FOV)100 μm ~ 1 mmLarger FOV available
生产规格 (Manufacturing Specifications)
平行度< 40 arcsecParallelism
增透膜平行度< 40 arcsecAR-coating Parallelism
增透膜粗糙度 (RMS)< 15 nmSurface Roughness
安装接口M12×0.75 / M18×0.75External Thread

典型应用场景Typical Applications

超冷原子实验
Ultracold Atom Experiments

实现 Rb、Cs、Li、Sr、Yb 等中性原子在光晶格中的单格点分辨成像。

Single-site resolved imaging of neutral atoms (Rb, Cs, Li, Sr, Yb) in optical lattices.

离子阱实验
Ion Trap Experiments

针对 Ca+、Ba+、Yb+、Sr+ 等离子体系,透过真空窗口实现高收集效率的荧光探测。

High-efficiency fluorescence detection of ions (Ca+, Ba+, Yb+, Sr+) through vacuum viewports.

原子层析成像
Atomic Tomography

利用高数值孔径(High-NA)光学系统,实现原子云的三维结构重建与多层成像。

3D reconstruction and multi-layer imaging of atomic clouds based on high-NA optical systems.

量子模拟器
Quantum Simulators

对二维阵列中的原子态进行高保真度的空间分辨测量。

High-fidelity spatially resolved measurement of atomic states in 2D arrays.

中性原子量子计算
Neutral Atom Quantum Computing

适用于光镊阵列装载、里德堡(Rydberg)阻塞半径测量及量子态读出。

Optical tweezer array loading, Rydberg blockade radius measurement, and state readout.

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