在冷原子的科研研究领域,冷原子的制备无疑是所有基于冷原子研究的实验的第一步,也是实验能否取得进一步研究的基础,可以说冷原子的制备在整个冷原子相关实验中起到决定性的作用。本文是关于激光冷却俘获中性钠原子的实验研究中制备钠冷原子的详细说明,其中包括整个真空系统的设计,用于激光冷却中性钠原子的各个激光束的生成光路,能够产生589nm的激光源的选择,以及二维磁光阱,塞曼减速器,三维磁光阱所需要的磁场的来源,最后说明了具体优化哪些实验参数使得在三维磁光阱真空玻璃腔室中冷却俘获钠原子数达到108。本文首先介绍在冷原子以及超冷原子领域近年以来发展起来的一些成熟的新兴技术,其中包括光晶格技术,Feshbach共振技术,原位成像,光学锁相环,以及利用拉曼光耦合自旋态的方式产生的自旋-轨道耦合超冷原子气体的技术等。这些技术极大的丰富的冷原子以及超冷原子的研究领域,使得越来越多的科研学者投身到物理学前沿领域探索物理世界未知的美丽与精彩。接着引入本文的研究对象钠原子,说明了为什么选取钠原子作为我们的实验研究对象,介绍了冷却俘获钠原子的真空系统,说明了真空系统的各个组成部分,以及每一部分的功能以及作用,各个部分直接如何相互衔接,使得钠原子最终被冷却俘获到三维磁光阱真空玻璃腔室中,其中的亮点是钠源在真空系统中的放置。其次本文介绍了用于冷却俘获钠原子的激光系统。我们实验上冷却俘获钠原子的基本手段是磁光阱和塞曼减速器的相互配合,采用二级冷却的方法,首先是二维磁光阱和塞曼减速器首先冷却俘获一部分钠原子,然后将这些冷原子源通过一束推送光束经由差分管被推送到三维磁光阱真空玻璃腔室中再次被冷却俘获。目前市场上并没有直接产生589nm的二极管激光器,而可以直接产生589nm的染料激光器不符合我们的实验要求,最终我们采用激光倍频技术获得冷却俘获钠原子的激光光源。接着在文章中详细介绍了如何规范安全的开启和关闭激光器,真个实验光路图的设计以及用于冷却俘获钠原子的各个激光束的频率失谐的设置问题。紧接着介绍我们在实验中冷却俘获中性钠原子的亮点四极磁场的设计,我们并没有采用传统的使用亥姆霍兹线圈通过通以恒定电流产生稳定四极磁场的传统设计,而是选用由永磁铁构成的永磁铁组产生我们实验所需要的用于二维磁光阱和塞曼减速器的磁场。这样使得整个二维磁光阱和塞曼减速器对钠原子的冷却俘获装置变得更加简洁,在确保实验效果的前提下。之后介绍我们在三维磁光阱真空玻璃腔室中看到初次被冷却俘获的钠原子后通过合理优化各个实验参数,其中包括塞曼减速冷却光的频率失谐量,塞曼减速冷却光的偏振,二维磁光阱冷却光的频率失谐量以及推送光的频率失谐量,最终实现了在三维磁光阱真空玻璃腔室中冷却俘获的钠原子数达到108,当然这并不能满足我们后续实验的要求。最后通过对全文的总结,指出整个实验我们取得的一些成果以及经验,说明我们后续需要努力的方向。