Рассматривается задача субдоплеровоского лазерного охлаждения атомов в условиях «оптической патоки» в полях, образованных встречными волнами с различными поляризационными конфигурациями, с полным учетом квантовых эффектов отдачи. Показано, что распределение холодных атомов не является равновесным, но тем не менее может быть аппроксимировано двумя гауссовыми функциями и, соответственно, охарактеризовано температурами «холодной» и «горячей» фракций. Проведен детальный анализ долей атомов во фракциях и их температур в зависимости от параметров световых полей. На основе полученных результатов можно ввести понятие средневзвешенной температуры, которая находится в соответствии со средней кинетической энергией атомов.
Экспериментально реализована схема лазерного охлаждения иона 171Yb+ в радиочастотной ловушке с использованием трехчастотного лазерного поля, компоненты которого резонансны оптическим переходам линии 2S1/2 → 2P1/2, не требующего наличия магнитного поля. Исключение магнитного поля в цикле лазерного охлаждения позволяет осуществлять прецизионный контроль слабого магнитного поля (∼ 10−2Гс), используемого для спектроскопии часовых переходов в оптическом стандарте частоты на одиночном ионе иттербия, что важно для подавления сдвигов частоты, связанных с квадратичным эффектом Зеемана.
