流动系统中的激光增强固体和液体

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1、第5&卷第&$期’$$’年&$月物理学报aH=65&，OH6&$，ZMXHb-R，’$$’&$$$0#’+$^’$$’^5（&&$）^’’’&0$")

2、系统中，用半导体阵列激光器在低磁场下抽运)*原子，由自旋交换碰撞产生极化的&’+,-气体，在./0&’+($1核磁共振谱仪中，冻成固体和液体后的极化度分别为’2&34和&2"54，和相同条件下未光泵的,-极化度相比，分别增强3$$$和5$$$倍6为将激光增强固体和液体&’+,-用于量子计算提供了基础和可能6并对输运和相变过程中极化损失作了讨论6关键词：光泵，激光极化，核磁共振信号，光和原子相互作用&’((：#’($7，#5&$8，##’5，#"+$!"阀门，用真空泵将整个系统的真空度抽至’TU#5&2引言&$V@6然后关!&，!"，开!’，!#阀门充&T&$V@&’+天然,-

3、气体（’32""4的,-）至装有)*金属的光&’+［&—"］超极化的,-不仅在磁共振成像和表面物泵室中，然后关上所有阀门6光泵室置于由W-=CGH=XF［5—+］理中有重要的应用，而且人们试图应用于量子线圈产生的场强为’5T&$U"<（"），温度为##（#Y’）［&$］［&&，&’］计算机中6自从&++(年)GI@EN利用核磁共振9（由绑在光泵室外的加热电阻线圈产生）的环境［&#］（O1P）技术实现两量子位的QRHS-R搜索算法，近中6如图’，根据)*灯的#线以及我们所测半导体’年来基于液态核磁共振技术的量子计算得到迅速的激光器（ZLXHVHK-R)H61H[-=ZV)08$

4、&50(5$0?)V.）波发展6目前存在的困难是：&）核磁共振的探测灵敏度长与温度、电流关系图，其中半导体阵列激光器的功低；’）液态O1P信号的信噪比随量子位增加指数下率为&5;，将其设置在电流为’+2(、温度为##]状降6因此O1P量子计算机向多量子位扩展遇到困态下，此时激光波长为(5’2&EC6难6解决的主要方案就是利用激光极化增强O1P信激光经扩束器、格兰棱镜、&^"波片和会聚透镜［&$，&"］号的技术6后变成圆偏振光，激光的方向与光泵室中)*所处U"8DSDEM-EFH等人提出的“固态”的量子计算机方’5T&$<的磁场（"）方向是平行的，激光抽运光泵［&5］案受到普

5、遍的注意6我们用激光增强的自旋体室中的)*原子’5CDE6经过高度电子极化的)*原子&’+&’+系，在流动系统中观测到激光增强的固体和液体与,-发生自旋交换碰撞，产生高度极化,-气&’+&’+,-信号，并对输运和相变过程中极化损失作了简体6开!"阀门，将极化的,-气体输运到预冷却至要的讨论，为激光增强液态和固态量子计算机提供&%’9的./0($1核磁共振谱仪探头中，再降温至数据和技术准备6&"’9冻成固体，由于用+$_脉冲采的信号过强，超过了接收机信号接收的范围，信号被饱和截止，所以以&’+’2实验较小角度（&&_）单次采样测极化固体,-的O1P信号6然后再升温至&%39，以

6、同样的方法测量极化液实验装置如图&所示，首先关闭!，开!，!，&’+’&#体,-的O1P信号6而没有经过光泵的信号均用!国家自然科学基金（批准号：&+(%"$%#）和中国科学院知识创新工程项目（批准号：9:),’0;&）资助的课题6!<-=：>(30’%0(%(3%%+3；?@A：>(30’%0(%((5’+&；B0C@D=：ADEFGHIJKDLC6@M6ME""""物理学报0!卷图!实验装置图图"半导体激光器波长与温度、电流关系图!"##$%脉冲采的&为了减少在输运过程中’(在管壁上!"#的壁弛豫，以减少’(核极化的损失&我们将样品管内壁、连接样品管和光泵室的玻璃管内壁，

7、和光泵室均经有机硅涂壁处理&图)!"#’(固体信号谱图)*结果和讨论!"#图（)+）所示，是没有激光极化的’(固体信号，信噪比（,-.）为/*0；图)（1）是激光极化增强的!"#’(固体信号，,-.为!0$$&图/（+）是没有激光极!"#化的’(液体信号，,-.为)*/；图（/1）是激光极化!"#增强的’(的液体信号，,-.为!00$&［!6］根据213+4+5所给的磁化矢量和核自旋极化度的关系，激光增强因子可以表示成"8#8!77，（!）"9#9其中"是经激光极化后核的极化度，"是热平衡89条件下核的