Three dimensional cooling and trapping with a narrow line
在磁光阱（MOT）中，利用689nm处的Sr相互组合谱线，成功地实现了激光冷却，达到了多普勒冷却光子反冲极限。在本文中，我们提出了一个系统的研究，这样的MOT的加载效率。将实验结果与一个简单的模型进行比较，使我们能够讨论我们的设备的实际限制。我们还详细研究了最终MOT制度强调重力的作用的位置，大小和温度沿垂直和水平方向。在大的激光失谐，人们发现一个不寻常的情况下，冷却和捕获发生在一个高偏置磁场的存在。
2007-08-10 physics.atom-ph
Trapping and sympathetic cooling of single thorium ions for spectroscopy
精确的光学光谱学的外来离子揭示了准确的信息，如核性质的电荷半径和磁性和四极矩。钍离子表现出独特的核性质，与测试自然界的对称性高度相关。我们报告的负载和捕获的单个$^{232}$ Th $^+$离子在线性保罗陷阱，嵌入和同情冷却的小晶体的捕获$^{40}$钙$^+$离子。被捕获的Th离子以非破坏性的方式从晶体发射的激光诱导Ca荧光图案中的空隙中识别，或者，当从Paul阱提取离子并将它们引导到外部检测器中时，通过飞行时间信号识别。我们已经装载和处理了总共231个单独的Th离子。我们达到了$\gtrsim 95\, \%$的飞行时间检测效率，与检测器的量子效率一致。共振冷却技术有望应用于其他同位素和Th的各种电荷态，为进一步研究$^{229m}$ Th.
2018-07-16 physics.atom-ph quant-ph
Atom cooling and trapping by disorder
我们证明了三维冷却的中性原子的可能性，通过照射它们与两个相互正交的线偏振的反向传播的激光束，其中一个激光是一个散斑场，即一个高度无序的，但稳定的相干光场。这种结构通过西西弗斯冷却机制引起横向平面中的原子冷却，该机制类似于由几个平面激光波形成的标准二维光晶格中已知的机制。然而，显着的差异发生在空间扩散系数，以及在本地属性的被困原子。
1998-05-29 physics.atom-ph
Simulated Laser Cooling and Magneto-Optical Trapping of Group IV Atoms
University of Chicago（芝加哥大学）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）
本文提出了一种用于四价原子激光冷却和磁光捕获的方案，重点讨论了锡原子在高精度测量中的应用，并通过数值模拟展示了原子束减速、磁光捕获及亚多普勒冷却的实验方法。
2026-04-14 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Magneto-Optical Trapping and Sub-Doppler Cooling of a Polyatomic Molecule
本文报道了一种多原子分子氢氧化钙的磁光俘获效应。MOT含有峰值密度为$3.0(8)\times10^{6}$ cm $^{-3}$的$2.0(5)\times 10^4$ CaOH分子。CaOH分子在光学糖蜜中进一步亚多普勒激光冷却至110（4）$μ$ K的温度。这里实现的温度和密度使CaOH成为各种量子科学应用的可行候选者，包括创建CaOH分子的光镊阵列。这项工作也表明，激光冷却和磁光捕获许多其他多原子物种将是可行的和实用的。
2021-12-15 physics.atom-ph
Raman Sideband Cooling in Optical Tweezer Arrays for Rydberg Dressing
利用光镊捕获单个中性原子并与里德堡态激光耦合，为量子模拟提供了一个快速、灵活的生成可配置原子阵列的平台。该平台特别适合研究各种几何形状的量子自旋系统。然而，对于需要连续捕获的实验，由捕获势和温度加宽引起的不均匀光位移施加了严重的限制。在这里，我们将展示如何拉曼边带冷却允许一个克服这些限制，因此，准备阶段里德伯敷料镊子阵列。
2020-12-30 physics.atom-ph quant-ph
Magneto-Optical Trapping of Holmium Atoms
我们演示了稀土元素钬的亚多普勒激光冷却和磁光俘获。从原子束源加载原子，并使用在$λ=410.5 \rm nm$的强$J=15/2 \leftrightarrow J=17/2$循环跃迁在六束$σ_+ - σ_-$糖蜜中捕获原子。由于冷却转变的较低和较高水平中的超精细分裂和Landé $g$因子的小差异，MOT是自再泵浦的，而无需额外的再泵浦光，深潜，我们测量了从循环跃迁到亚稳态的泄漏，并找到了一个分支比$\sim 10^{-5}$，它适合于超精细编码的状态分辨测量。量子比特
2014-03-24 physics.atom-ph quant-ph
Polarization gradient cooling of single atoms in optical dipole traps
实验研究了在紧聚焦偶极阱中单个$^{87}$ Rb原子的$σ^-$极化梯度冷却~（PGC），发现冷却极限强烈地依赖于阱场的极化.对于优化的冷却光功率，原子的温度在线偏振阱中达到~ $10.4(6)\,μ$ K，比圆偏振阱低大约五倍。PGC的抑制作用可以用俘获场诱导的虚拟磁场来定性解释。我们进一步证明，开关的陷阱偏振从线性到圆形PGC后只引起轻微的加热。
2017-07-19 physics.atom-ph quant-ph
Cooling and trapping of ultra-cold strontium isotopic mixtures
我们提出了同时冷却和捕获的同位素混合物中的磁光阱，我们描述的混合物转移到一个保守的，远离共振偶极子陷阱。该混合物是用一种新技术制备的，该技术适用于中间和重碱土类原子。在本工作中，88 Sr和86 Sr首先被同时加载到在689 nm处的1 S 0 - 3 P1自旋禁戒线上操作的磁光阱中，然后被转移到偶极阱中。我们观察到快速物种间热化的偶极陷阱，它允许一个下限上的88 Sr-86 Sr弹性截面。
2006-08-24 physics.atom-ph
On the feasibility of cooling and trapping metastable alkaline-earth atoms
研究了Mg、Ca和Sr在最低能量亚稳$^3P_2$态的亚稳性和长程相互作用。计算的寿命为38分钟的Mg*，118分钟的Ca*，和17分钟的Sr*，支持冷却和捕获实验的可行性。计算了不同分子对称性下亚稳原子间的四极-四极长程相互作用。Hund的情况（c）4_g势具有大的100-1000 K势垒。因此，磁陷阱损失可能会减少使用冷亚稳原子在拉伸M=2状态。计算是在从头算相对论组态相互作用方法和无规相近似的框架下进行的。
2001-05-10 physics.atom-ph
Trapping and Ground-State Cooling of a Single H$_2^+$
本文在低温Paul阱中实现了H$_2^+$与$^9$Be$^+$离子对的协同囚禁与边带冷却，测得H$_2^+$在10K下长达$11^{+6}_{-3}$小时的寿命，并将运动模式冷却至基态，为轻离子的量子逻辑光谱实验奠定了基础。
2023-10-20 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Dissipative pure-optical trap for laser cooling and trapping of neutral atoms
本文提出一种具有宏观周期的深耗散纯光学晶格，其深度与磁光阱（MOT）相当，能通过耗散摩擦力实现中性原子的俘获与冷却，为开发无需磁场的紧凑冷原子系统提供了新方法。
2023-11-27 physics.atom-ph
Sub-Doppler Cooling and Compressed Trapping of YO Molecules at $μ$K Temperatures
复杂的分子结构需要通过扩展其一般原理和实践来定制激光冷却的解决方案。一氧化钇（YO）具有独特的分子内相互作用。费米接触相互作用在自旋-旋转耦合中占主导地位，导致两个密集态的流形，其中一个具有可以忽略的Landé g因子。这种独特的能级结构有利于双频直流磁光捕获（MOT）和灰色糖蜜冷却（GMC）。我们报告异常强大的冷却YO在4 $μ$ K在很宽的范围内的激光强度，失谐（一个和两个光子），和磁场。磁不敏感性使得能够通过在四极磁场的连续操作下交替GMC和MOT来对分子云进行空间压缩。这些技术的组合产生激光冷却的分子样品在自由空间中具有最高的相空间密度。
2020-01-31 physics.atom-ph
Spectroscopic characterization of aluminum monofluoride with relevance to laser cooling and trapping
在这里，我们报告的一氟化铝分子（AlF），相关的激光冷却和捕获实验的光谱测量。我们测量了AlF在X $^1Σ^+$电子基态、A $^1Π$态和亚稳态A $^3Π$态的详细能级结构。我们从A $^1Π$态确定了转动、振动和电子分支比。我们还研究了转动能级在外加电场和磁场中如何分裂和移动。我们发现AlF是一个很好的候选者，激光冷却的任何Q线的A $^1Π$ - X $^1Σ^+$转变和捕获在高密度。
2019-08-30 physics.atom-ph physics.chem-ph
Trapping and sympathetic cooling of conformationally selected molecular ions
本文以顺式和反式间氨基苯乙烯为例，实现了分子离子单个构象异构体的选择性产生、离子阱囚禁与激光冷却钙离子协同冷却，并验证其可稳定存在超过十分钟，为离子阱中构象选择性光谱与可控化学研究奠定基础。
2023-08-07 physics.atom-ph physics.chem-ph
Spectroscopy of a narrow-line laser cooling transition in atomic dysprosium
超冷中性镝的激光冷却和俘获最近已被证明使用宽，开放的421 nm循环跃迁。Dy在较长波长跃迁上的窄线磁光捕获将使得能够制备适合于加载光学偶极阱和随后的蒸发冷却的超冷Dy样品。我们已经确定了封闭的741 nm的循环过渡作为候选人的窄线冷却的Dy。我们目前的同位素位移，超精细常数A和B，和741 nm跃迁的衰减率的实验数据。此外，我们报告的421 nm跃迁的线宽，这与以前的测量结果一致的测量。我们总结了这些转变的激光冷却特性，以及其他狭窄的循环过渡，可能被证明是有用的冷却Dy。
2010-09-15 physics.atom-ph quant-ph
Doppler cooling and trapping on forbidden transitions
通过将多普勒冷却扩展到禁戒跃迁，已经实现了温度接近反冲极限的超冷原子。通过在自旋禁戒互组合跃迁上操作磁光阱，^40Ca原子云被冷却并捕获到低至6 μK的温度。淬灭长寿命的激发态与一个额外的激光增强了散射率的15倍，而速度的高选择性被保存。用这种方法，超过10%的预冷原子从标准磁光阱已转移到超冷阱。冷却过程的蒙特卡罗模拟与实验结果吻合较好。
2001-05-21 physics.atom-ph
Bichromatic magneto-optical trapping for $ J\rightarrow J,J-1 $ configurations
研究了在两束不同失谐量和偏振态的激光作用下原子或分子的磁光阱。特别是对于$J\rightarrow J,J-1$跃迁，需要使用每个跃迁使用多于一个频率和不同极化的方案来产生显著的力。已使用最简单形式的$J\rightarrow J-1$情况（即$J''=1 \rightarrow J'=0$）和$J\rightarrow J$情况（即$J''=1/2 \rightarrow J'=1/2$）进行了计算。一维（1D）模型，并提出了一个完整的三维模拟使用速率方程证实了结果。即使在没有塞曼效应的激发态，没有力预计在单激光场配置，我们表明，有效的冷却和捕获力恢复在我们的配置。作为两个简单跃迁$J \rightarrow J,J-1$之间相互作用的典型例子，我们研究了C $_2^-$分子阴离子的这种机制。
2016-05-20 physics.atom-ph quant-ph
Enhanced trapping of colding lithium by using the multiple-sideband cooling in a two-dimensional magneto-optical trap
如今，在简化的实验装置中捕获大量锂具有困难和挑战。本文利用二维磁光阱（2D MOT）中的多边带冷却技术，对三维磁光阱（3D MOT）中\textsuperscript{6} Li的俘获效率进行了实验研究。为了提高捕获原子的数量，我们将冷却光谱展宽到102 MHz，由7个频率分量组成，然后用$6.0\times10^8$捕获原子，其数量约为单频冷却的4倍。分析了俘获速度和原子序数与激光失谐量的关系，实验结果与基于简单二能级模型的理论预测符合得很好。我们还分析了碱金属由于精细结构交换碰撞的损失率，发现多边带冷却对锂特别有效。
2015-05-14 physics.atom-ph physics.optics
Laser cooling and trapping of atomic strontium for ultracold atom physics, high-precision spectroscopy and quantum sensors
本文综述了在超低温和高相空间密度下制备原子锶样品的方法及其在物理研究和应用中的可能用途。我们描述了从原子束加载磁光阱和准备样品进行高精度测量的过程。特别强调的是超冷Sr样品的应用，从光学频率计量，以力传感在微米尺度。
2006-09-15 physics.atom-ph
Photoassociative cooling and trapping of a pair of interacting atoms
我们表明，它是可能的，以冷却相互作用的原子对由一个lin $\perp$ lin西西弗斯激光冷却计划使用对向传播光缔合（PA）激光。结果表明，质心运动（c.m.）的原子对可以被捕获在分子自旋相关的周期性的激光产生的潜力。所提出的方案是最有效的窄线PA过渡。我们用费米$^{171}$ Yb原子的数值计算来说明这一点。
2016-09-09 physics.atm-clus physics.atom-ph
An ultraviolet laser system for laser cooling and trapping of metastable magnesium
我们报告了一个可靠的激光系统冷却镁原子在亚稳3P歧管。将3P耦合到3D流形的三个相关跃迁在383 nm附近，并且相隔几百GHz。激光系统由三个766 nm的二极管激光器组成。所有的激光器频率稳定到一个单一的预稳定转移腔。所应用的频率控制方案大大降低了操作三个激光器结合谐振倍频级的复杂性，并提供了复杂的原子物理学实验所需的高可靠性。
2012-05-29 physics.atom-ph
Direct frequency comb laser cooling and trapping
连续波（CW）激光器是通过激光冷却和俘获产生超冷原子和分子的使能技术。当需要高度受控的量子系统时，由此产生的缓慢移动粒子的原始样本是基础科学和应用科学的事实上的起点。最近，激光冷却原子在量子信息、理解暗能量的探索、量子化学和量子传感器方面取得了重大进展。然而，CW激光技术目前将激光冷却和捕获限制于不包括高度丰富和化学相关原子的特殊类型的元素，例如氢、碳、氧和氮。在这里，我们表明，多普勒冷却和捕获的光学频率梳可以提供一条路线，捕获，超冷原子的光谱是不服从连续波激光。我们用光学频率梳驱动双光子跃迁来激光冷却原子气体，这是一个有效的过程，每个梳齿都相干地做出贡献。我们扩展了这种技术，以创建一个磁光阱（MOT），电磁烧杯积累的激光冷却的原子进行进一步的研究。我们的研究结果表明，由光学频率梳提供的高效频率转换可以提供一个关键成分，用于生产自然界最丰富的建筑模块，以及反氢的捕获，超冷样品。因此，这里展示的技术可能会使分子生物学等完全不同的领域取得进展，并超越标准模型寻找物理学。
2016-03-25 physics.atom-ph
Cooling and trapping of atoms and molecules by the counter-propagating pulses trains
我们讨论了一种可能的一维囚禁和冷却的原子和分子，由于它们的非共振相互作用与反向传播的光脉冲序列。反向传播脉冲形成原子和分子的一维陷阱，并且适当地选择与原子或分子的跃迁频率失谐的载波频率，使原子或分子系综的“温度”保持接近多普勒冷却极限。用Monte-Carlo波函数方法计算了原子和分子与光场相互作用的二能级和三能级方案。所讨论的模型适用于具有几乎对角Frank-Condon因子阵列的原子和分子。说明性的计算进行系综平均特性的钠原子和SrF分子的陷阱。最后对反向传播光脉冲串形成纳米粒子光脉冲陷阱的前景进行了展望。
2014-08-21 physics.atom-ph
Motion-selective coherent population trapping by Raman sideband cooling along two paths in a $Λ$ configuration
我们报告了我们的实验边带冷却与两个拉曼跃迁的$Λ$配置，允许选择性相干布居捕获（CPT）的运动基态。将该冷却方法应用于圆极化一维光晶格中的$^{87}$ Rb原子。由于矢量极化率的存在，囚禁原子的振动频率依赖于其塞曼量子数，而$Λ$组态中一对束缚态的CPT共振依赖于它们的振动量子数.我们称这种方案为运动选择相干布居捕获（MSCPT），它是一个捕获的原子模拟的速度选择CPT开发的自由氦原子。我们观察到一个明显的下降温度附近的失谐拉曼光束，以满足CPT共振条件的运动基态。虽然由于我们的装置具有较大的Lamb-Dicke参数2.3，我们得到的最低温度是反冲极限的10倍，但实验表明MSCPT增强了拉曼边带冷却的有效性，扩大了其应用范围。讨论了在$^{87}$ Rb原子上优化MSCPT的设计参数，以及双原子极性分子提供的机会，其斯塔克位移显示出对转动量子数的强烈依赖性。
2022-05-11 physics.atom-ph
Magneto optical trapping of Barium
基于强的6s $^2$ $^1$ S $_0$ -6s 6p $^1$ P $_1$跃迁主冷却，首次实现了重碱土金属钡的激光冷却和俘获.由于大量分支到亚稳态D-状态，需要几个额外的激光驱动跃迁来提供封闭的冷却循环。计算了$0.4(1) \cdot 10^{-2}$对热原子束的慢化效率和磁光阱捕获原子的效率。捕获寿命超过1.5秒的观察。这种寿命在高激光强度下由于光电离损失而缩短。开发的技术将允许显着扩展的元件，可以光学冷却和捕获的数量。
2008-07-25 physics.atom-ph
Modeling magneto-optical trapping of CaF molecules
分子的磁光俘获力远弱于碱金属原子，因为当存在多个基态时，光子散射率会降低，并且因为光泵入暗态。当上态的塞曼分裂比下态小得多时，力进一步减小。我们使用速率模型来估计CaF分子的磁光阱（MOT）中的捕获力和阻尼力的强度，使用A $^{2}Π_{1/2}$ - X $^{2}Σ^{+}$跃迁或B $^{2}Σ^{+}$ - X $^{2}Σ^{+}$跃迁。我们确定了一个新的机制时，出现的磁光捕获，在每一个光束的MOT，两个激光组件具有相反的偏振和不同的失谐地址相同的过渡。这种机制产生一个强大的捕获力，即使在上层状态有很少或没有塞曼分裂。当使用A $^{2}Π_{1/2}$ - X $^{2}Σ^{+}$转变时，它是负责捕获力的主要机制。
2015-09-14 physics.atom-ph
Magneto-optical trapping of aluminum monofluoride
本文首次实现具有稳定 $^1Σ^+$ 基态的AlF分子磁光阱，利用227.5 nm转动闭合跃迁在多个转动态囚禁上万分子，为精密光谱和窄线冷却奠定基础。
2025-10-21 physics.atom-ph quant-ph
Compact structures for single-beam magneto-optical trapping of ytterbium
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.（德国航空航天中心）；Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）；Physikalisch-Technische Bundesanstalt（德国联邦物理技术研究院）
本文提出两种紧凑消色差反射镜结构，实现镱原子单光束磁光阱，并在准平面结构中首次实现费米子碱土类同位素的两级冷却与囚禁。
2024-03-12 physics.atom-ph
Improved magneto-optical trapping of a diatomic molecule
我们目前的实验结果从一个新的计划磁光捕获一氟化锶（SrF）分子，它提供了增加的限制相比，我们原来的工作。改进的磁光阱采用了M。Tarbutt，\emph{arXiv preprint} 1409.0244，它首次提供了对磁光阱（MOT）中回复力来源的洞察，其中循环跃迁包括暗塞曼子能级（称为II型MOT）。我们测量的径向弹簧常数$20\times$大于我们原来的工作与SrF，相当于原子II型MOT中报道的弹性常数。我们实现了一个陷阱寿命$τ_{\rm{MOT}}=136(2)$ ~ms，超过$2\times$长于原来报道的SrF。最后，我们证明了进一步冷却的捕获分子，简单地增加捕获激光器的失谐。我们的捕获方案仍然是原子技术的直接延伸，并标志着通过激光冷却直接生产大，致密，超冷分子气体的一步。
2014-12-28 physics.atom-ph
Determination of CaOH and CaOCH$_3$ vibrational branching ratios for direct laser cooling and trapping
碱土金属单醇盐自由基（MOR）具有有助于直接激光冷却至亚毫开尔文温度的分子性质。利用脉冲超声分子束源的色散激光诱导荧光（DLIF）测量方法，测定了MORs CaOH和CaOCH $_{3}$的振动分支比和Franck-Condon因子。用窄线宽连续波染料激光激发，我们精确地测量每个分子中$\tilde{X}-\tilde{A}$和$\tilde{X}-\tilde{B}$电子系统的荧光分支。观察到弱的非零振动角动量的弯曲激发态的禁戒衰变。简正模理论分析结合从头计算结构计算进行，并与实验结果进行比较。我们的测量和分析为直接激光冷却这些（和其他）复杂的非线性多原子分子铺平了道路。我们还描述了一种可能的方法，激光冷却和捕获的分子与较少的对称性，如手性物种。
2018-12-13 physics.atom-ph physics.chem-ph
Magneto-optical trapping forces for atoms and molecules with complex level structures
分子的激光冷却和磁光捕获通常涉及由几个激光频率驱动的多个跃迁。我们分析了磁光捕获力如何依赖于角动量，$F_l$和$F_u$，和g因子，$g_l$和$g_u$，低，高的状态。当$F_l > F_u$时，极化必须相对于$F_u \ge F_l$的情况反转。圆偏振的正确选择取决于$g_{u}$的符号，而不取决于$g_{l}$的符号。如果$g_{u}$为零，则没有捕获力，并且当$g_u$与$g_l$相比很小时，捕获力非常弱，当冷却转变是分子的$^{2}Σ$到$^{2}Π_{1/2}$转变时，通常是这样。对于某些分子，激发态$^{2}Π_{1/2}$与附近的$^{2}Σ$激发态的混合可以大大增加$g_u$，导致更强的捕获力。磁场和激光偏振的快速同步反转也能产生强的俘获力。我们模拟了最近的磁光捕获SrF分子的实验，并建议，另一种选择的激光束偏振将加强捕获力。
2015-01-18 physics.atom-ph
Magneto-optical trapping of Zinc
本文报道了利用213.9纳米跃迁实现锌原子的激光冷却与磁光囚禁，成功囚禁所有稳定同位素，包括可能用于光学原子钟的费米子同位素，为高精度光谱和量子信息处理奠定基础。
2025-10-24 physics.atom-ph
Simultaneous Magneto-Optical Trapping of Two Lithium Isotopes
在基于全半导体激光器系统的磁光阱中，同时囚禁了4 × 10^8费米子6 Li原子和9 × 10^9玻色子7 Li原子。我们优化了用于交感蒸发冷却的双同位素样品。这是产生费米锂原子量子简并气体的关键一步。
1999-09-06 physics.atom-ph
Cold CH radicals for laser cooling and trapping
超冷CH自由基有望成为探索量子态可控有机化学的一个富有成效的实验平台。在本工作中，我们计算了具有基态混合的CH分子的振动分支比（VBR）和转动分支比（RBRs）。随后，我们使用这些值通知光学循环的建议，并考虑两种可能的辐射冷却计划使用的$X^{2}Π\leftarrow A^{2}Δ$和$X^{2}Π\leftarrow B^{2}Σ^{-}$过渡。作为激光冷却CH的第一步，我们表征了这种物质的有效缓冲气体冷却，并在每个脉冲产生$\sim5\times10^{10}$ CH分子，旋转温度为2（1）K，平移温度为7（2）K。我们还确定CH-氦碰撞截面为$2.4(8)\times10^{-14}$ cm $^{2}$。该值对于正确解释碰撞增宽和准确提取胞内CH密度至关重要。这些冷CH分子标志着未来激光冷却和捕获实验以及冷有机化学测试的理想起点。
2021-09-08 physics.atom-ph physics.chem-ph
Laser frequency locking with 46 GHz offset using an electro-optic modulator for magneto-optical trapping of francium atoms
利用具有10阶边带的波导型电光调制器（EOM）实现了两个激光源之间的频偏锁定，实现了对Fr原子的磁光囚禁。通过对捕获光的10阶边带分量与再泵浦频率之间的差拍信号进行延迟自零拍检测，成功地获得了频率锁定误差信号。通过监测I2的多普勒吸收曲线，确认了在1 GHz以上扫描捕获光和再泵浦光频率，并保持其46 GHz的频率差。这种技术使我们能够搜索共振频率的磁光捕获的Fr。
2016-04-01 physics.atom-ph
A High Motional Frequency Ion Trapping Regime for Quantum Information Science
Brigham Young University（杨百翰大学）
研究高频率运动态离子捕获，提出高运动频率离子捕获模式以解决 decoherence、加热和相位失真等问题，提升量子信息实验的效率与可扩展性。
2026-04-03 physics.atom-ph quant-ph
Super-molasses returns: All optical near-resonance laser cooling and trapping of neutral atoms from background vapor
Aquark Technologies Ltd（Aquark科技有限公司）；School of Physics & Astronomy, Nottingham University（诺丁汉大学物理与天文学学院）；Department of Physics, Swansea University（斯旺西大学物理系）
介绍一种替代激光阱，通过准直激光束简单几何结构，提供与速度和位置相关的恢复力形成冷原子云，无磁场下能产生与磁光阱相似原子数和密度，可冷却至低温，适用于多种应用。
2026-07-22 physics.atom-ph quant-ph
Motion-selective coherent population trapping for subrecoil cooling of optically trapped atoms outside the Lamb-Dicke regime
我们提出了一个方案，结合速度选择相干布居囚禁（CPT）和拉曼边带冷却（RSC）的亚反冲冷却的光囚禁原子以外的Lamb-Dicke制度。该方案基于碱金属原子中的倒置$\mathsf{Y}$构型。它由一个$Λ$形成的两个拉曼跃迁之间的地面超精细水平和$D$过渡，允许RSC沿两条路径和CPT暗态的形成。利用圆极化阱中原子振动频率的状态依赖性差异，我们可以调谐$Λ$，使只有运动的基态成为CPT暗态。我们称这种方案为运动选择相干布居捕获（MSCPT）。当Lamb-Dicke参数为1时，我们对一维光晶格中的$^{87}$ Rb原子写出了RSC和MSCPT的主方程并数值求解。虽然MSCPT达到稳态的速度比RSC慢，但前者始终比后者产生更冷的原子。数值计算结果还表明，在一个有利的，但实验可行的条件下，亚反冲冷却的MSCPT以外的Lamb-Dicke制度是可能的。我们通过计算每个运动状态的相对暗度来定量解释这种性能。最后，我们讨论了MSCPT方案的应用程序的光学囚禁的双原子极性分子的斯塔克位移和振动频率表现出很大的变化依赖于旋转量子数。
2022-05-27 physics.atom-ph
Photoionization loss in simultaneous magneto-optical trapping of Rb and Sr
我们证明了Rb和Sr的同时磁光俘获（MOT）和检查的特征损失的Rb在MOT由于光电离的冷却激光Sr。光电离截面Rb在$5P_{3/2}$状态在461 nm处被确定为$1.4(1)\times10^{-17}$ cm $^2$。重要的是要考虑这种损失率，以实现足够大数量的被捕获的Rb原子，从而实现Rb和Sr的量子简并混合物。
2013-10-17 physics.atom-ph
Laser cooling and trapping of Yb from a thermal source
在不使用塞曼慢化器的情况下，我们成功地从热源加载Yb原子的磁光阱。源被放置在靠近捕获区域的位置，以便它提供可以被冷却和捕获的大的原子通量。原子在398.8 nm处的${^1S_0} \leftrightarrow {^1P_1}$跃迁上冷却。我们已经将Yb的所有七种稳定同位素都装入了阱中。对于最丰富的同位素（$^{174}$ Yb），我们在1 s内将多于$10^7$原子加载到阱中。对于天然丰度仅为0.13%的最稀有同位素（$^{168}$ Yb），我们仍将约$4 \times 10^5$原子装入阱中。我们发现，陷阱人口是最大化附近的失谐$-1.5Γ$和场梯度为75 G/cm。
2002-09-05 physics.atom-ph
Two-stage magneto-optical trapping and narrow-line cooling of $^6$Li atoms to high phase-space density
我们报告了一个实验研究的峰值和相空间密度的两级磁光陷阱（MOT）的6-锂原子，利用较窄的$2S_{1/2}\rightarrow 3P_{3/2}$紫外（UV）跃迁在323 nm以下的捕获和冷却更常见的D2跃迁在671 nm。UV MOT从红色MOT加载，并被压缩以得到高达$3\times 10^{-4}$的高相空间密度。在UV跃迁上实现了低至33 $μ$ K的温度。我们研究的密度限制因素，特别是找到一个值的光辅助碰撞损耗系数的$1.3 \pm0.4\times10^{-10}\,\textrm{cm}^3/\textrm{s}$低再泵浦强度。
2014-09-08 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
An extended-cavity diode laser at 497 nm for laser cooling and trapping of neutral strontium
我们提出了第一个扩展腔二极管激光器Littrow配置工作在青色波长范围约497 nm。基于氮化镓的二极管激光器具有高达60 mW的自由空间输出，以单频模式工作，可在超过8 nm的范围内调谐，并且具有小于90 kHz的洛伦兹线宽。提供了二极管激光器的调谐能力及其发射光谱的详细表征。这种紧凑、简单和低成本的激光源取代了基于倍频的更复杂系统，因此简化了基于中性锶的未来紧凑和移动光学时钟的开发。应用包括从$5s5p$ $^3P_2$状态和9.8 MHz宽$5s5p$ $^3P_2 \rightarrow 5s5d$ $^3D_3 $跃迁的锶原子的有效再泵浦，这对于亚多普勒冷却可能是感兴趣的。
2018-10-26 physics.atom-ph
Laser cooling and trapping of potassium at magic wavelengths
我们进行了系统的研究的静态和动态极化率的钾原子使用第一性原理的高精度相对论全阶方法，其中所有的单，双，部分三重激发的Dirac-Fock波函数包括所有订单的微扰理论。为大量电偶极矩阵元素提供了推荐值。4s，4p_j，5s，5p_j和3d_j态的静态极化率与其他理论和实验进行了比较。我们使用极化率计算的结果来确定$n = 4, 5$的4s-np跃迁的魔波长，即两个能级具有相同的交流斯塔克位移的波长。这有助于状态不敏感的光学冷却和捕获。$4s-5p$跃迁的魔波长对于获得高相空间密度的钾量子气体特别有意义。我们在1050-1130 nm的技术感兴趣的区域中找到20个这样的波长。所有推荐值的不确定性均已估算。
2013-01-14 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Radio Frequency Magneto-Optical Trapping of CaF with High Density
我们证明了显着改善磁光捕获的分子使用一个非常缓慢的低温光束源和RF调制和DC磁场。RF MOT将$1.1(3) \times 10^5$ CaF分子限制在$4(1) \times 10^6$ cm $^{-3}$的密度下，这比先前的分子MOT大一个数量级。获得了接近多普勒极限温度的$340(20)$ $μ$ K。所达到的密度使得未来的工作能够直接加载光镊并创建用于量子模拟的光学阵列。
2017-05-29 physics.atom-ph
Trapping cold ground state argon atoms for sympathetic cooling of molecules
我们将冷的基态氩原子囚禁在一个由堆积腔产生的深光学偶极阱中。这些原子是分子共振冷却的一般来源，通过从激光冷却的亚稳氩原子云中淬灭它们而被装入陷阱。虽然基态原子不能直接探测，我们发现他们通过观察碰撞损失的共囚禁亚稳态氩原子使用一种新型的参数损失谱。使用这种技术，我们还确定了基态和亚稳态4s[3/2] $_2$之间的极化率比为40 $\pm6$，并发现亚稳态的极化率为（7.3 $\pm$ 1.1）$\times$ 10 $^{-39}$ Cm $^2/$ V。最后，在没有光辅助碰撞的情况下，亚稳原子的Penning和缔合损失被确定为$(3.3\pm 0.8) \times 10^{-10}$ cm $^3$ s $^{-1}$。
2014-06-10 physics.atom-ph
Magneto-optical trapping of a diatomic molecule
激光冷却和俘获是现代原子物理学的核心。冷原子物理学中的主力技术是磁光阱（MOT），它将激光冷却与辐射压力的回复力结合起来。对于各种原子种类，MOT可以捕获大量粒子并将其冷却到超冷温度（<1 mK）;这使得从光学时钟到超冷碰撞的各种现象的研究成为可能，同时也是进一步冷却到量子简并状态的普遍起点。分子的磁光捕获可以为超冷分子气体的研究和操纵提供类似的强大起点。在这里，我们展示了三维磁光捕获的双原子分子，一氟化锶（SrF），在约2.5 mK的温度。预计该方法适用于大量双原子物质。这样的化学多样性对于广泛的现有和提出的实验是期望的，这些实验将分子用于从精确测量到量子模拟和量子信息到超冷化学的应用。
2014-04-23 physics.atom-ph
Structures, Branching Ratios and Laser Cooling Scheme for 138BaF Molecule
从激光冷却的角度出发，我们对BaF分子的电子结构、振转结构和超精细结构进行了理论研究。计算了最低四个电子态所有可能跃迁的高对角Frankk-Condon因子和分支比。同时，由于通过Δ态的损失过程可能会致命地破坏主要的准循环冷却和俘获跃迁，我们估计了亚稳态A '2 Δ和A 2 Δ态之间的混合以及Δ态的寿命.由此产生的超精细分裂的每个振转态在X2 π +状态提供benchmarks边带调制的冷却和再泵浦激光器和再混合微波，以解决所有必要的水平。计算的塞曼位移和g因子的X和A状态作为基准的选择的捕获激光偏振。我们的研究为将来的激光冷却和BaF分子的磁光囚禁铺平了道路。
2016-09-25 physics.atom-ph
A stable 2 W continuous-wave 261.5 nm laser for cooling and trapping aluminum monochloride
我们提出了一种高功率可调谐深紫外（DUV）激光器，使用两个连续的腔增强倍频级与LBO和CLBO晶体产生放大的自制外腔二极管激光器的四次谐波。该系统产生高达2.75 W的261.5 nm激光，具有约2 W的稳定稳态输出功率，并在CLBO中针对连续波DUV光在很大程度上未探索的高强度区域中进行二次谐波产生。我们用这种激光器进行荧光光谱的$X^1Σ\leftarrow A^1Π$过渡在一个冷，慢束的AlCl分子和探测$A^{1} Π|v'=0,~J'=1>$状态超精细结构为未来的激光冷却和捕获实验。这项工作表明，可调谐，瓦级深紫外激光器的生产正在成为常规的各种波长特定的应用在原子，分子和光学物理。
2021-09-02 physics.atom-ph physics.optics
Magneto-optical Trapping of Cadmium
本文报道了镉原子在磁光阱中的激光冷却和约束，并描述了背景镉蒸气的加载过程。捕获激光在229 nm处驱动双电子原子的1 S 0 - 1 P1跃迁，并直接从1 P1态光电离原子。这种光致电离消除了其他的损耗机制，并允许直接测量光致电离的截面，我们测得它距离1 P1态为2（1）× 10 ^（-16）cm^（2）。当与附近的激光冷却和捕获的Cd^（+）离子结合时，该装置可以促进原子和离子之间的超冷相互作用的研究。
2007-06-12 physics.atom-ph
Efficient magneto-optical trapping of a metastable helium gas
本文提出了一个针对亚稳态氦原子BEC的新实验。它描述了一个高通量的原子放电源的设计和一个强大的激光系统，使用DBR二极管耦合高功率掺Yb光纤放大器操纵亚稳态原子束。原子被困在一个极高真空的小石英盒中。捕获设计使用额外的激光器（再泵浦），并允许捕获大量的亚稳态氦原子（约$10^9$）的几何形状有利于加载一个紧密的静磁阱。
2001-03-20 physics.atom-ph
Anisotropic sub-Doppler laser cooling in dysprosium magneto-optical traps
Er和Dy的磁光阱（MOT）由于其激发态和基态Lande g因子的近简并性而表现出布居范围的亚多普勒冷却。我们在这里讨论一个额外的，不寻常的内MOT亚多普勒冷却机制，出现时，总Dy MOT冷却激光强度和磁四极梯度增加超过临界值。具体而言，各向异性子多普勒冷却的核心出现，和他们的方向相对于四极轴翻转在一个临界比率的MOT激光强度沿四极轴与对称平面。这种现象可以追溯到零速度的冷却力沿原子极化方向的四极场的速度选择性共振的损失。我们目前的数据表征这种各向异性的激光冷却现象，并讨论了其起源的基础上非常大的Dy磁矩和Dy的近简并g因子的定性模型。
2010-10-14 physics.atom-ph quant-ph
Towards improved loading, cooling, and trapping of molecules in magneto-optical traps
本文针对分子磁光阱密度远低于原子MOT的问题，通过模拟提出改进分子减速、提高捕获速度及抑制亚多普勒加热的方法，为实现分子蒸发冷却至量子简并铺平道路。
2022-10-25 physics.atom-ph
Trapping, cooling, and photodissociation analysis of state-selected H$\_2^+$ ions produced by (3+1) multiphoton ionization
我们报告的生产冷，状态选择H $_2^+$分子离子在线性RF陷阱。离子由H $_2$的（3+1）共振增强多光子电离（REMPI）产生，并由激光冷却的Be $^+$离子共振冷却。在演示和表征REMPI过程后，我们使用213 nm深紫外激光光解来验证所产生的H $_2^+$离子样品的高振动纯度。此外，在$v=0$和$v=1$能级中产生的离子的光解离效率之间的巨大差异提供了检测$v=0 \to 1$跃迁的方法。这些结果为H $_2^+$的高分辨率振动光谱的基本计量学应用铺平了道路。
2020-08-26 physics.atom-ph
