The Bell-Bloom-type optically-pumped FID Rubidium atomic magnetometer with a multi-passing probe beam and two counter-propagating pump beams
State Key Laboratory of Quantum Optics Technologies and Devices, and Institute of Optoelectronics, Shanxi University(山西大学量子光学器件与量子光学技术国家重点实验室及光电研究所);School of Physics and Electronic Engineering, Shanxi University(山西大学物理电子工程学院);Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University(山西大学极端光学协同创新中心)
本文提出一种集成正交极化反向传播泵光和多程探测的贝尔-布卢姆型铷FID磁强计,通过均质原子自旋极化分布和抑制光移及功率展宽效应,提升磁感应强度测量精度和灵敏度。
2026-04-03 physics.atom-ph
A Synchronous Spin-Exchange Optically Pumped NMR-Gyroscope
惯性导航系统通常由定时、加速度和方位测量单元组成。虽然在研制诸如原子钟之类的主要定时源方面已经取得了很大进展,但加速度和方向测量单元经常需要校准。核磁共振(NMR)陀螺仪依赖于对两种共位极化惰性气体的同时拉莫尔进动的连续测量,其可以被配置为具有仅取决于基本常数的一阶的比例因子。惰性气体通过与位于同一位置的光泵浦碱金属原子的自旋交换碰撞而极化。碱金属原子也被用来探测极化惰性气体核的进动相位。在这里,我们提出了一个版本的核磁共振陀螺仪,旨在抑制系统误差的碱金属原子。我们证明旋转速率角随机游走(ARW)的灵敏度为16 $μ\text{Hz}/\sqrt{\text{Hz}}$和偏置不稳定性的$\sim$ 800 nHz。
2020-12-29 physics.atom-ph
Elliptically polarized laser-pumped $M_x$ magnetometer towards applications at room temperature
对椭圆偏振光工作的原子磁力计进行了理论和实验研究。为了探索这种磁结构的潜力,导出了输出信号的解析形式。优化了对性能有显著影响的参数,使2 $\times$ 2 $\times2$ cm未涂覆的Rb蒸气室在45 $^{\circ}$ C下的灵敏度为300 $\rm fT/\sqrt{Hz}$。值得注意的是,在室温24 $^{\circ}$ C下,灵敏度达到690 $\rm fT/\sqrt{Hz}$,这与常规的$M_x$磁力仪在其自身优化条件下相比提高了一个数量级。椭圆偏振的方法提供了有吸引力的功能,为开发紧凑,低功率的磁力计,这是没有加热的无涂层的蒸汽电池。
2019-08-29 physics.atom-ph quant-ph
Portable Laser-Pumped Rb Atomic Clock with Digital Circuits
本文提出一种小型低功耗的DFB激光抽运铷原子钟,采用光学扩散器扩束、磁控管微波腔、双层磁屏蔽及数字电路实现频率合成与锁定,短期稳定度达1.8×10⁻¹²τ⁻¹/²。
2025-08-19 physics.atom-ph quant-ph
Characterizing current noise of commercial constant-current sources by using of an optically-pumped rubidium atomic magnetometer
本文提出用光泵浦铷原子磁力仪表征商用恒流源电流噪声的方法,通过校准线圈常数转换灵敏度,比较六种恒流源,发现是德科技B2961A噪声最低,为高精度恒流源和基础物理研究提供参考。
2023-09-06 physics.atom-ph
Dual-Faraday-laser-pumped cesium beam clock with $7.7\times 10^{-13}/\sqrtτ$ frequency stability
Peking University(北京大学);Beijing Vacuum Electronics Research Institute(北京真空电子技术研究所);Longgang Advanced Quantum Technology Institute Co., Ltd.(龙岗先进量子技术研究院有限公司);Hefei National Laboratory(合肥国家实验室)
该研究开发了基于原子参考低噪声激光架构的双法拉第激光抽运铯束钟,实现$7.7\times 10^{-13}/\sqrt{τ}$的频率稳定度,为可部署精密授时等提供高性能频率参考。
2026-08-07 physics.atom-ph quant-ph
Magneto-optical trapping of optically pumped metastable europium
我们演示了激光冷却和磁光捕获的铕。原子被光学泵浦到亚稳态,然后通过传统的塞曼减慢和磁光捕获技术使用$J=13/2\leftrightarrow J=15/2$准循环跃迁从原子束源加载。被捕获的人口包含$1\times 10^7$原子,和两体损失率估计为$1\times10^{-10}\,\mathrm{cm^3/s}$从非指数损失的原子在高密度。我们还观察到从准循环跃迁到$J=9/2$和$11/2$的两个亚稳态的泄漏,这足以将激光冷却的原子抽回到$J=7/2$基态。
2018-06-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Correlated steady states and Raman lasing in continuously pumped and probed atomic ensembles
基于法拉第相互作用的光探测自旋极化原子系综是量子精密测量和量子信息处理中众多应用的通用平台。在这里,我们考虑一个连续的光泵浦和探测碱金属原子系综。由于光子在大光学深度处的集体散射,原子的稳态并不像通常假设的那样对应于不相关的张量积态。考虑到原子的多能级结构,我们引入了一种自洽的方法来近似包括对关联的稳态。我们发现和表征制度的拉曼激光,类似于超辐射激光器的模型。我们确定的光谱的集体散射的光子,这也表征的相干时间的集体自旋激发的顶部的固定相关的平均场状态,相关的应用在计量学和量子信息。
2022-05-10 physics.atom-ph quant-ph
Precision measurement of the nuclear polarization in laser-cooled, optically pumped $^{37}\mathrm{K}$
本文报道了激光冷却、光泵$^{37}\mathrm{K}$原子核极化的测量结果,这将使我们能够精确地测量相同原子β衰变的角关联参数。这些结果将被用来测试高精度的弱相互作用的$V-A$框架。在TRIUMF中性原子阱(TRINAT)中,磁光阱(MOT)限制并冷却中性$^{37}\mathrm{K}$原子,并且光泵浦使它们自旋极化。我们监测核极化的相同的原子,是在原位衰变的光致电离的一小部分的部分极化的原子,然后使用标准的光学布洛赫方程来模拟他们的人口分布。我们得到一个平均的核极化$P = 0.9913\pm0.0008$,这是显着更精确的比以前的测量与这种技术。由于我们目前对β-不对称性的测量具有$0.2\%$统计不确定性,因此这里报告的偏振测量不会限制其总体不确定性。这一结果也证明了测量偏振到$<0.1\%$的能力,允许测量角度相关参数到这种精度水平,这将在寻找新的物理学中具有竞争力。
2016-02-14 nucl-ex physics.atom-ph
Exotic dense matter states pumped by relativistic laser plasma in the radiation dominant regime
高能量密度等离子体的性质近年来受到越来越多的关注,因为它们对我们理解恒星内部、巨行星$^{1}$的核心以及惯性约束聚变装置$^2$中热等离子体的性质具有重要意义。当物质被X射线加热时,内壳层中的电子在价电子之前被电离。由内而外的电离产生了内部电子壳层为空的原子或离子,称为空心原子(或离子)$^{3,4,5}$。自由电子激光(FEL)技术的最新进展$^{6,7,8,9}$已经使得产生主要由空心原子组成的凝聚态物质成为可能。在这封信中,我们证明,这种奇异的物质状态,这是非常远离平衡,也可以形成更传统的光学激光技术时,激光强度接近辐射主导制度$^{10}$。这种光子主导的系统是相关的研究发现在活动星系核和X射线双星$^{11}$的光电离等离子体。我们的研究结果促进激光产生的等离子体作为一个独特的超亮x射线源,为未来的研究在极端条件下的物质,以及为生物系统的射线照相和材料科学研究$^{12,13,14,15}$。
2012-06-27 physics.atom-ph physics.plasm-ph
A passively pumped vacuum package sustaining cold atoms for more than 200 days
紧凑的冷原子传感器依赖于真空技术。使这些传感器小型化的主要限制之一是有源泵--典型地是离子泵--需要维持激光冷却所需的低压。虽然被动泵浦腔室已被提出作为解决这个问题的方案,但技术挑战阻碍了冷原子实验所需水平的成功操作。我们提出的第一个示范真空包成功独立的离子泵超过一个星期,我们的真空包是能够维持云的冷原子在磁光阱(MOT)超过200天,只使用非蒸发吸气剂和铷分配器。MOT寿命的测量结果表明,封装保持的压力优于$2\times10^{-7}$ Torr。这一结果将显著影响紧凑型原子传感器的发展,包括那些对磁场敏感的原子传感器,其中没有离子泵将是有利的。
2021-08-24 physics.app-ph physics.atom-ph
Light-induced states in the transient-absorption spectrum of a periodically pumped strong-field-excited system
研究了$V$型三能级系统的瞬态吸收谱,当它被一列等间距的训练、类似于$δ$的泵浦脉冲周期性地激励时,来自光频梳激光器我们发现,即使探测脉冲并不被假定为比泵浦脉冲短得多,光诱导态出现在吸收光谱中。的吸收光谱的频率和时间延迟依赖的功能进行了研究,作为几个激光控制参数的函数,如使用的泵浦脉冲的数量,它们的脉冲面积,和脉冲到脉冲的相移。我们表明,光诱导态的频率和光谱的时间延迟相关的功能包含信息的强烈的脉冲激发系统的行动,从而可以补充光施加的振幅和相位变化的吸收线形状编码的信息。
2018-10-22 physics.atom-ph physics.optics
Spin-velocity correlations of optically pumped atoms
我们提出了有效的理论工具来描述光在任意方向传播的原子的光泵浦相对于外部磁场,在缓冲气体的压力是足够小的速度选择性光泵浦(VSOP),但足够大,以引起大量的碰撞弛豫的速度和自旋。这些是在大约100公里高度的钠原子的条件,这些钠原子被用作现代地面望远镜中的自适应光学的导航星,以校正由于大气湍流引起的像差。我们用自旋和速度弛豫模来描述原子在自旋空间(包括布居数和相干态)和速度空间中的分布。尖点核用于描述速度变化的碰撞。光抽运算子被表示为复速度平面中的极点之和。用这些方法模拟的信号与以前的实验和我们实验室的初步实验非常一致。
2013-02-27 astro-ph.IM cond-mat.stat-mech physics.atom-ph