Measurement of atomic diffraction phases induced by material gratings
原子-表面相互作用可以显著改变氮化硅光栅衍射的原子德布罗意波的强度和相位。这影响了作为相干分束器的材料光栅的操作。在由三种材料光栅构成的马赫-曾德尔钠原子干涉仪中，通过比较几条干涉路径的相对相位，测量了衍射引起的相移。的衍射相位的值是一致的一个简单的模型，其中包括一个范德华原子表面之间的相互作用的Na原子和氮化硅光栅条。
2005-08-26 physics.atom-ph
Analogy between a two-well Bose-Einstein condensate and atom diffraction
我们比较了两个耦合势阱中的玻色-爱因斯坦凝聚体的动力学，其中原子从驻波衍射。相应的哈密顿量具有相同的外观，但具有不同的对易规则集。著名的衍射现象，作为Pendellosung振荡相反的动量之间的布拉格衍射的情况下，和绝热动量状态之间的转换被证明有类比的两个井的情况下。它们表示阱之间固定数量的原子的集体交换。
2002-12-20 physics.atom-ph
Above-Threshold Ionization and Laser-Induced Electron Diffraction in Diatomic Molecules
强场光电子能谱和电子轰击为从分子靶中提取具有阿秒时间分辨率的电子和核动力学提供了一条可行的途径。然而，由于{ \em从头}处理，即使是最简单的双原子系统是超出了今天的能力，近似的定性描述是必要的。在本文中，我们发展了这样一种理论方法来模拟强激光与分子相互作用产生的光电子。我们提出了一个一般的对称双原子分子在单活性电子近似下，除其他功能，允许调整核间的分离和分子的潜力，在一个直接和简单的方式。更重要的是，我们推导出一个解析的近似解的时间相关的薛定谔方程（TDSE），基于广义强场近似（SFA）的版本。利用这种方法，我们得到了电子从两个不同的分子中心发射的跃迁振幅的表达式，然后在强激光场加速。我们的理论的一个创新的方面是，偶极子矩阵元素是免费的非物理规范和坐标系相关的条款-这是通过适应坐标系，在其中执行SFA，从该中心的时间相关的波函数的相应部分起源。我们的分析结果与H $_2^+$分子的全三维TDSE的数值解吻合得很好。此外，该理论模型被应用于描述激光诱导电子衍射（LIED）测量的O $_2^+$分子，在ICFO获得，并再现实验的主要特点非常好。我们的方法可以以自然的方式扩展到更复杂的分子和多电子系统。
2016-07-26 physics.atom-ph
Bloch-bands Picture for Light Pulse Atom Diffraction and Interferometry
本文应用布洛赫带方法分析了超冷原子在光学和干涉测量中的脉冲光学驻波衍射元件。我们通过与一系列玻色-爱因斯坦凝聚体实验的比较来验证我们的方法。该方法提供了精确的拉比频率的衍射脉冲，是特别有用的衍射相位的分析和控制，在精密原子干涉测量的一个重要的系统效果。利用这一图像，我们还演示了一种方法来确定原子的能带结构的光晶格通过测量相移在原子衬度干涉仪。
2019-12-10 physics.atom-ph
Using Atomic Diffraction of Na from Material Gratings to Measure Atom-Surface Interactions
在原子光学中，物质结构通常被认为是原子波的振幅掩模。然而，使用材料光栅形成的原子衍射图案表明材料结构也用作相位掩模。在这项研究中，一个很好的准直光束的钠原子被用来照明氮化硅光栅的周期为100纳米。在通过光栅槽的过程中，原子由于与光栅壁的范德华相互作用而获得相移。结果，物质波衍射峰的相对强度偏离纯吸收光栅的预期强度。因此，需要一个复杂的传输函数来解释所观察到的衍射包络。从光学的角度对原子在材料光栅上的衍射理论进行了研究，希望能对vdW势的影响提供一个更直观的认识。范德华系数$C_{3} = 2.7\pm 0.8{meV nm}^{3}$通过将修正的菲涅耳光学理论拟合到实验数据来确定。该$C_{3}$值与原子钠和氮化硅表面之间的范德华相互作用一致。
2003-12-19 physics.atom-ph
High-resolution atom interferometers with suppressed diffraction phases
对基于布拉格衍射的原子干涉仪中大动量转移分束器的衍射相位进行了实验和理论研究。我们通过将布拉格衍射与布洛赫振荡相结合来消除衍射相位并提高干涉仪的灵敏度。我们证明了实验和理论之间的协议，和1500倍的衍射相位减少，测量噪声的限制。除了减少系统的影响，我们的干涉仪具有高对比度高达440万弧度的相位差，并在25小时的积分时间的精细结构常数的$δα/α=0.25\,$ ppb的分辨率。
2015-06-02 physics.atom-ph
Elastic and inelastic diffraction of fast atoms,\linebreak Debye-Waller factor and Mössbauer-Lamb-Dicke regime
快原子在晶体表面的衍射是详细研究表面电子密度的理想方法。然而，代替尖锐的衍射斑点，大多数实验显示细长的条纹特征的非弹性衍射。本文描述了这些非弹性配置文件的个人非弹性碰撞与表面原子发生沿弹丸轨迹，并导致振动激发的本地德拜振子。一个准弹性制度，只有一个非弹性事件的贡献，以及混合量子经典制度，涉及几个非弹性碰撞。这些制度描述了一个平滑的演变的散射轮廓从尖锐的斑点逐渐合并到经典的扩散制度的细长条纹。
2017-06-29 physics.atom-ph
Simultaneous real and momentum space electron diffraction from a fullerene molecule
以C60弹性散射为例，揭示对称靶在实空间与动量空间同时发生电子衍射的现象，并提出利用二维探测器和能量可调电子枪进行实验成像，为电子衍射技术拓展和超快电子衍射时间延迟控制提供新方向。
2024-02-12 physics.atm-clus physics.atom-ph
Probing atom-surface interactions by diffraction of Bose-Einstein condensates
在这篇文章中，我们分析了Casimir-Polder原子与固体光栅之间的相互作用和一个额外的排斥原子和光栅之间的相互作用，在存在一个外部的激光源。通过玻色-爱因斯坦凝聚体的衍射，局部探测了固体上方的组合势场。测得的衍射效率揭示了Casimir-Polder相互作用的形状信息，并使我们能够区分基于成对求和（Hamaker）方法和Lifshitz理论的模型。
2013-05-08 physics.atom-ph
Atomic diffraction from nanostructured optical potentials
我们开发了一个通用的理论方法来研究冷原子衍射散射光场光栅相结合的计算光学近场，产生的倏逝波靠近表面的周期性纳米结构阵列，连同先进的原子波包传播这个光学势。
2001-12-09 physics.atom-ph
Influence of orbital symmetry on diffraction imaging with rescattering electron wave packets
直接跟踪和时间分辨分子内原子核重排的能力是科学的前沿，需要原子空间和几飞秒时间分辨率。虽然激光诱导电子衍射可以满足这些要求，但最近得出的结论是，具有特定轨道对称性（如πg）的分子不能在没有分子排列的情况下使用纯背散射电子波包成像。在这里，我们证明，在这些发现的直接矛盾，分子轨道的方向和形状呈现没有障碍检索分子结构与足够的采样的动量传递空间。我们克服了以前的问题，通过展示检索的随机取向的O2和C2H2分子的结构，分别与πg和πu对称性，以及它们的电离概率不沿其分子轴最大化。虽然这消除了激光诱导衍射成像的严重瓶颈，但我们发现低Z原子的背散射贡献出乎意料地强。
2016-05-19 physics.atom-ph
Internal diffraction dynamics of trilobite molecules
本文研究三叶虫分子的振动动力学，发现其势能可充当分子衍射光栅，并通过傅里叶分析解释相关量子效应，提出利用低角动量超长程里德伯分子振动基态和泵浦-探测方案实现该效应，为研究极端量子动力学现象提供单分子试验平台。
2024-12-27 physics.atom-ph quant-ph
Imaging charge-migration in chiral molecules using time-resolved x-ray diffraction
电荷迁移的四维成像对于理解自然界中几个普遍存在的过程至关重要。本工作的重点是在定向环氧丙烷：手性分子的电荷迁移成像。利用线性极化脉冲诱导电荷迁移，并通过时间分辨X射线衍射成像。结果发现，总的时间分辨衍射信号是显着不同的两种对映体。此外，通过分析随时间变化的衍射信号和总电子密度在动量空间中的时间导数，讨论了时间分辨X射线衍射与电子连续性方程之间的联系。
2021-11-23 physics.atm-clus physics.atom-ph physics.chem-ph
Double diffraction in an atomic gravimeter
我们展示了一个新的方案的实现冷原子重力测量的基础上使用的双衍射分束器最近在\cite{Leveque}，其中使用两个回射拉曼光束允许对称衍射$\pm \hbar k_{eff}$动量的证明。虽然在原则上限于零多普勒频移的情况下，两对拉曼光束同时共振，我们证明，这样的衍射脉冲可以保持有效的原子与非零速度，如在重力仪，当调制的频率的两个拉曼激光源之一。我们使用这样的脉冲来实现对激光相位噪声和一些主导系统不敏感的干涉仪。这降低了技术要求，并将允许实现一个简单的原子重力仪。我们证明了$1.2\times10^{-7}g$每次拍摄的灵敏度。
2009-11-21 physics.atom-ph
Imaging atomic scattering potential in centroidal diffraction of elastic electrons
Indian Institute of Technology Patna（巴特那印度理工学院）；Institute of Physics Belgrade（贝尔格莱德物理研究所）；Northwest Missouri State University（西北密苏里州立大学）
本研究通过弹性电子的质心衍射揭示了原子散射势的成像机制，利用相对论部分波分析和绝对尺度测量，验证了该机制在不同元素中的普遍性。
2025-12-05 physics.atom-ph
Atoms in static fields: Chaos or Diffraction?
简要回顾了原子系统中经典混沌的表现形式。特别注意的是支付给原子光谱的分析周期轨道型理论。对于抗磁非类氢里德伯原子，对观测到的光谱特征的动力学解释一直存在争议。通过建立在我们以前的工作的光吸收光谱，我们展示了如何，通过添加衍射项，光谱波动的一般里德伯原子的能级谱可以得到显着的精度从Gutzwiller迹公式。这提供了进一步的证据，证明非氢系统最自然地描述衍射，而不是经典的混沌。
1998-03-13 physics.atom-ph
Semi-quantum approach for fast atom diffraction: solving the rainbow divergence
在这项工作中，我们介绍了一种扭曲波的方法，基于量子演化算子的初值表示（IVR）的方法，以提高半经典描述的彩虹效应产生的掠射散射的快原子从晶体表面的衍射图案。本文将表面初值表示（SIVR）理论应用于He原子与LiF（001）表面沿低折射率晶体沟道的碰撞。对于这个碰撞系统的SIVR方法提供了一个很好的表示实验弹丸分布的量子干涉结构，即使在角区域周围的经典彩虹角常见的半经典方法发散。
2014-07-21 physics.atom-ph
Atomic quasi-Bragg diffraction in a magnetic field
本文报道了一种新的原子束相干分裂技术，它能使原子束的分裂角容易调节。在我们的实验中，|在均匀磁场作用下，由σ^+和σ^-偏振激光束反向传播形成的偏振梯度光场激发{1 s2 s}^3S_1 M=1>态。在近绝热状态下，能量守恒允许磁能和动能之间的共振交换。因此，|M=0>或|通过调节磁场可以自由选择原子的有序度。我们目前的实验结果高达6级衍射（24 \hbar k动量分裂，即，2.21 m/s的横向速度），并提出了一个简单的理论模型，强调与传统的布拉格散射的相似性。该器件构成了一种灵活的、可调的、大角度的、三路相干原子分束器，在原子光学和原子干涉测量中具有许多潜在的应用。
2008-11-20 physics.atom-ph
Enhancing the area of a Raman atom interferometer using a versatile double-diffraction technique
本文提出了一种新的喇曼跃迁方案，它实现了$4 \hbar k$的动量-空间对称分裂，使原子波包偏转到同一内态。结合喇曼和布拉格衍射的优点，我们实现了一种三脉冲状态标记的干涉仪，它对主要系统不敏感，适用于各种原子源。这种分裂方案可以推广到多脉冲序列的$4N \hbar k$动量转移，并在$8 \hbar k$干涉仪上实现。我们通过测量惯性力来证明面积增强。
2009-07-27 physics.atom-ph
Diffraction of fast heavy noble gas atoms, Ar, Kr and Xe on a LiF(001) surface Changing the tip of a 'perfect' AFM
German Aerospace Center (DLR)（德国航空航天中心）
实验研究快速惰性气体原子在LiF(100)晶体上的衍射，发现随质量和能量增加衍射峰增多但对比度减弱，通过去除吸引力贡献得到可与AFM对比的拓扑起伏。
2025-04-25 physics.atom-ph
Influence of the lighting on Fast Atom Diffraction studied via a semi-quantum approach
采用表面初值表示（SIVR）半量子近似方法研究了入射光束的准直条件对快原子与晶体表面掠散射产生的衍射图样的影响。在这种方法中，我们将一个现实的描述入射粒子的准直参数，这决定了表面区域，是相干照明。该模型适用于He原子通过矩形孔后与LiF（001）表面的碰撞。正如实验观察到的[1]，SIVR光谱作为方位角的函数对准直狭缝的宽度非常敏感。我们还发现，准直孔径的长度影响极角分布，为较长的准直狭缝引入额外的干涉结构。
2015-10-16 physics.atom-ph
Phase response of atom interferometers based on sequential Bragg diffractions
为了提高原子干涉仪的灵敏度，在原子干涉仪中采用了大动量转移（LMT）分束器。然而，LMT-干涉仪需要额外的光脉冲来修改原子干涉仪的响应函数。在本文中，我们开发了一个分析模型的灵敏度函数的LMT干涉仪使用顺序加速光脉冲。我们使用灵敏度函数来计算考虑脉冲持续时间的加速度灵敏度。此外，对激光相位波动的敏感性进行了计算，我们表明，脉冲序列可以被工程化，以减轻相位噪声的敏感性。
2018-12-07 physics.atom-ph
Coherent Control of Atomic Beam Diffraction by Standing Light
量子干涉提供了一种调节热原子束与两个驻波电场相互作用的衍射图样的方法。参数已被确定，以提高衍射概率的一个动量分量超过其他的，具体应用到Rb原子。
2003-06-24 physics.atom-ph physics.optics
Intermediate-range Casimir-Polder interaction probed by high-order slow atom diffraction
在纳米尺度下，原子与材料表面的主要相互作用是涨落诱导的Casimir-Polder势。我们证明，慢原子穿越氮化硅透射纳米光栅是一个非常敏感的探针的潜力。在小于51 nm的距离处，非延迟（范德华）和延迟Casimir-Polder电位之间的差异为15%。我们详细讨论了各种理论和实验参数对势的相对影响。我们的工作为Casimir-Polder势的高精度测量铺平了道路，这是理解基础物理及其与量子增强传感应用的相关性的先决条件。
2021-10-21 physics.atom-ph
A comparison of Fraunhofer-type diffraction from an atomic single-slit and a molecular double-slit
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）；Jiaxing University（嘉兴学院）；Institute of Applied Physics and Computational Mathematics（应用物理与计算数学研究所）；HUN-REN Institute for Nuclear Research (ATOMKI)（匈牙利研究与教育网络核研究所 (ATOMKI)）；UPES（尤佩斯大学）
通过比较原子单缝与分子双缝的衍射特性，揭示了不同电子捕获状态下衍射图案的差异。
2026-02-04 physics.atom-ph
Multi-photon Atom Interferometry via cavity-enhanced Bragg Diffraction
本研究提出结合大动量转移与光学谐振腔增强的新型原子干涉仪，用独创大束腰谐振腔设计在毫瓦级光功率下实现8ℏk动量转移，验证水平惯性灵敏度，为混合引力波探测器及高灵敏惯性原子传感器提供新路径。
2024-04-16 physics.atom-ph
Controlling the Multiport Nature of Bragg Diffraction in Atom Interferometry
布拉格衍射已被用于原子干涉仪，因为它允许通过多光子动量转移和抑制系统学不改变原子的内部状态的信号增强。然而，其多端口性质可导致寄生干涉仪，允许主干涉仪中的强度相关相移，并且使用于相位提取的椭圆失真。我们研究并抑制这些不必要的影响。具体地，通过椭圆拟合的相位提取和由此产生的系统相移通过蒙特卡罗模拟计算。由原子的热运动引起的相移由原子的空间选择和布拉格强度的适当选择来控制。在这些模拟中，我们发现高斯布拉格脉冲形状产生最小的系统偏移。寄生干涉仪被“魔术”布拉格脉冲持续时间抑制。该装置的灵敏度得到改善，通过增加AC斯塔克位移补偿，这使得直接的实验研究的子部分每十亿（ppb）系统。这种升级允许310\，$\hbar k$动量转移，在Ramsey-Bordé干涉仪中测量到前所未有的6.6\，Mrad。
2016-09-20 physics.atom-ph
Evanescent wave diffraction of multi-level atoms
通过数值求解含时薛定谔方程，模拟了多能级原子在倏逝波反射式衍射光栅中的衍射。我们能够解释在亚稳态氖实验中观察到的衍射现象。这在两能级原子模型中是不可能的。多级模型预测衍射对激光偏振和入射和反射激光束的强度比的敏感依赖性。
1996-11-01 atom-ph physics.atom-ph
Bragg-diffraction-induced imperfections of the signal in retroreflective atom interferometers
我们提出了一个详细的研究的影响，不完善的原子光学操纵布拉格基于光脉冲原子干涉仪。非共振高阶衍射导致布居损失、寄生干涉仪路径和衍射相位。在一个路径依赖的形式主义，我们研究了数值上的各种影响，并分析了由外部相位或重力引起的干扰信号。我们比较了一阶单和双布拉格衍射在回射装置。在双布拉格衍射中，由于三路干涉，相位缺陷导致拍频。通过增加双衍射外出口的布居数，可以避免衍射相位的某些影响。
2022-06-20 physics.atom-ph quant-ph
Detecting high density ultracold molecules using atom-molecule collision
利用单光子光缔合，我们获得了具有高数密度的超冷铷分子，这为分子量子简并提供了一种新的有效方法。提出了一种利用原子-分子非弹性碰撞探测超冷分子的新机制。共振耦合效应对${\rm X^1Σ^+_g}$基态${\rm ^{85}Rb_2}$形成的影响允许足够数量的更深结合的超冷分子，这引起了额外的陷阱损失和加热的共存原子由于非弹性原子-分子碰撞。因此，在光缔合过程之后，可以利用超冷铷原子与分子混合在交叉光偶极阱中的吸收图像来研究超冷分子。然后验证超冷分子的存在，并测量累积分子的量。这种方法是为了检测最终产生的超冷分子，因此不同于传统的用于研究缔合共振的陷阱损失实验。它由原子云的时间演化测量和衰变模型组成，据此估算了光阱中超冷${\rm ^{85}Rb_2}$分子的数密度为${\rm > 5.2\times10^{11} cm^{-3}}$。
2013-03-07 physics.atom-ph
Ultracold atom-molecule collisions with fermionic atoms
研究了费米子原子的s波和p波分子与第三原子碰撞时的弹性和非弹性性质。在不同的自旋状态的费米子的s-波二聚体的计算碰撞特性的分析，使我们能够比较和突出的物理机制，确定的s-波和p-波分子的稳定性。与s-波分子相反，p-波分子的碰撞性质被发现在很大程度上对p-波散射长度的变化不敏感，并且这些碰撞通常会导致短的分子寿命。我们还讨论了这一结果的理论和实验涉及简并费米气体的重要性。
2008-02-20 physics.atom-ph
Atomic Raman scattering: Third-order diffraction in a double geometry
在回射方案中，原子拉曼衍射由于与非共振动量的额外耦合而采用了布拉格衍射的一些性质。因此，双拉曼衍射必须在布拉格型制度中进行。利用这种机制，双拉曼允许共振高阶衍射。我们从理论上研究的情况下，三阶衍射，并比较它的一阶以及一系列的一阶脉冲引起的相同的动量转移作为三阶脉冲。事实上，三阶衍射构成了超冷原子衍射和基于大动量转移的干涉测量的竞争工具，因为与序列相比，它允许降低实验的复杂性以及衍射过程的总持续时间。
2022-09-07 physics.atom-ph quant-ph
Emerging beam resonances in atom diffraction from a reflection grating
我们报告观察新兴的光束共振，众所周知的瑞利-伍德异常和阈值共振的光子和电子衍射，分别在原子光学衍射实验。研究了氦原子束掠入射时经闪耀直纹光栅反射后的衍射特性。光栅的总反射率以及衍射光束的强度揭示了瑞利入射角处的异常，即，当另一衍射光束平行于光栅表面合并时。所观察到的异常进行了讨论的瑞利和法诺的经典波动光学模型。
2010-05-19 physics.atom-ph physics.optics
Diffraction grating characterisation for cold-atom experiments
研究了半导体微加工光栅的光学特性，为简化冷原子实验提供了理论依据。这项研究需要表征衍射效率作为涂层，周期性，占空比和几何形状使用超过100个不同的光栅的功能。讨论了实验中使用的关键参数，如衍射角和波长，并展望了实现最佳超冷实验条件。
2016-01-27 physics.atom-ph physics.optics
Diffraction phases in atom interferometers
激光对原子的衍射是研究物质波光学的重要手段。虽然这个过程是很好的理解，相移引起的衍射过程并不为人所知。本文在一些简单情况下对这些相移进行了解析计算，并利用这些结果模拟了D。麻省理工学院的普理查德。因此，我们表明，衍射相位的值是大的，它们可能有助于在这个实验中观察到的相位噪声。
2003-03-12 physics.atom-ph quant-ph
Grazing incidence fast atom diffraction for He atoms impinging on a Ag(110) surface
利用快氦原子在Ag（110）表面掠散射产生的实验衍射图样作为灵敏工具，对散射模型和势模型进行了检验。为了描述弹性碰撞过程，我们采用表面程函（SE）近似，这是一种半经典的方法，包括来自不同的投射路径的贡献之间的量子干涉。弹丸表面势是从一个精确的密度泛函理论（DFT）计算，考虑到入射弹丸的三个自由度。理论和实验之间的动量分布的一个相当好的协议被发现沿不同的低指数结晶方向的入射。
2013-03-11 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph
Diffraction effects on light-atomic ensemble quantum interface
我们提出了一个简单的方法，包括衍射的影响到一个光原子系综量子界面的集体变量的上下文中的描述。在进行散射计算时，我们挑出纯粹的几何效应。我们将我们的方法应用于实验相关的情况下，高斯形状的原子样品存储在单光束光偶极阱和探测的高斯光束。我们得到的相互作用的几何形状的效果的解析缩放关系，并比较我们的研究结果从1维模型的光传播的结果。
2004-03-29 physics.atom-ph quant-ph
Image processing for grazing incidence fast atom diffraction
掠入射快原子衍射（GIFAD，FAD）是近年来发展起来的一种表面敏感技术. GIFAD对热退相干不太敏感，但对表面相干性（缺陷之间的平均距离）要求更高。这种高质量的表面可以从新鲜切割的晶体或在分子束外延（MBE）室中获得，其中已经安装了GIFAD设置，允许原位操作。本文根据Atkinson等人和Debiossac等人的最新出版物，详细介绍了测量衍射斑点相对强度所需的基本步骤。注意概述基本的物理假设。
2016-05-24 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph
Diffraction-contrast imaging of cold atoms
我们考虑逆问题的同轴全息，适用于最小破坏性成像的冷原子云。吸收成像近共振提供了一种简单的，但破坏性的原子柱密度测量。非共振成像大大减少了发热，并且可以拍摄连续图像。在非共振成像所需的条件下，一般难以处理的逆问题可以被线性化。一个最小的破坏性，定量和高分辨率的原子云柱密度的图像，然后从一个单一的衍射图案检索。
2005-07-15 physics.atom-ph physics.optics
Diffraction phase-free Bragg atom interferometry
Leibniz University Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）；University Innsbruck（因斯布鲁克大学）；Institute for Quantum Optics and Quantum Information, Austrian Academy of Sciences（奥地利科学院量子光学与量子信息研究所）
本文提出利用最优控制理论优化布拉格衍射相位，提升原子干涉仪的测量精度，通过减少衍射相位消除系统误差。
2026-03-13 physics.atom-ph quant-ph
Photo ionization of an atom passed through a diffraction grating
我们考虑原子的光电离，由于通过一个衍射光栅，准备在一个多站点状态具有交替的最大值和最小值的周期性空间结构。已经发现，这一过程与“正常”原子的光致电离在性质上不同。特别是，在这个过程中发射的电子和反冲离子的光谱显示出清晰的单粒子和双粒子干涉效应。此外，这些粒子的动量分布之间也存在显著差异，它们不再相互镜像。所有这些功能的起源进行了详细讨论。研究结果还表明，利用反冲离子谱可以完全解码出原子多位态中编码的衍射光栅的信息，而光电子谱只包含部分信息.
2020-08-06 physics.atom-ph quant-ph
Quantum description of atomic diffraction by material nanostructures
本研究提出基于含时薛定谔方程数值解的原子衍射量子理论模型，纳入色散力相互作用，相比半经典方法能更准确描述低速近表面原子的衍射图样，可用于高精度冷原子实验及计量学应用。
2023-12-20 physics.atom-ph quant-ph
Diffraction of a CW atom laser in the Raman-Nath regime
原子干涉测量是精密计量中最成功的技术。然而，目前使用超冷原子的干涉仪只允许人们暂时探测干涉图案，并且具有有限的占空比，导致混叠效应和低带宽测量-也称为迪克效应。连续波原子激光干涉测量显示出克服这些限制的希望，由于连续监测的干涉图案。在这项工作中，我们展示了一个关键的一步，这样的干涉表明衍射的“原子激光”在拉曼-纳特制度。我们从$^{87}$ Rb玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中耦合出一束连续的相干原子束，最长可达400 ms。“原子激光”与远失谐激光的驻波形成的光栅相互作用。原子激光衍射成几个级，最高达9 $^{th}$级或最高达$\pm 18\ \hbar k$的动量。对不同条件下的原子激光衍射进行了表征，结果与数值模拟相符。这样的原子激光器将允许构造原子干涉仪，以连续探测物理现象，直到几百毫秒的量级。
2018-02-17 physics.atom-ph quant-ph
Double Bragg diffraction: A tool for atom optics
在微重力条件下的光脉冲原子干涉测量中使用逆反射自然会导致双衍射方案。这两对反向传播的光束同时引起具有相反动量转移的跃迁，当作用于最初静止的原子时，产生对称的干涉仪配置，其中总动量转移自动加倍，并且一些噪声源和系统效应抵消。在这里，我们扩展早期的实施拉曼转换的情况下，布拉格衍射。与单衍射的情况相比，存在额外的非共振跃迁之间的共振连接状态排除了绝热消除技术的使用。尽管如此，我们已经能够获得分析结果，甚至超出了深布拉格制度，通过采用所谓的“平均法”，这可以适用于更一般的情况下，这类。我们的结果已被验证的数值解的基本方程描述的双衍射过程的比较。
2013-11-11 physics.atom-ph quant-ph
Diffraction and trapping in circular lattices
当单个二能级原子与一对螺旋度相反的拉盖尔-高斯光束相互作用时，这将导致光场与原子之间的角动量有效交换。当径向运动被附加势捕获时，单个局域化原子的波函数可以分裂成沿相反方向旋转的分量。这为无镜脉冲的原子干涉提供了一种新的方案。这种构型的原子也可以被束缚成圆形晶格。
2004-04-23 physics.atom-ph quant-ph
Laser induced electron diffraction: a tool for molecular orbital imaging
采用有效二维单激活电子含时量子模拟方法研究了N2和CO2分子在几个周期的线偏振800 nm激光脉冲作用下的激光诱导电离动力学.我们表明，在初始隧道电离阶段之后发生的电子再碰撞过程会导致能量分辨光电子信号中的量子干涉图案。如果分子最初垂直于场极化排列，则相关条纹的位置和相对高度可以与分子的几何和轨道结构相关，使用简单的反演算法，该算法考虑了产生电离电子的初始分子轨道的对称性。我们表明，它是可能的，以提取原子间的距离在分子中的平均光子-电子信号的精度为几倍。
2012-03-18 physics.atom-ph quant-ph
Precision atomic gravimeter based on Bragg diffraction
提出了一种基于自由落体冷原子相干布拉格衍射的精密重力仪。传统上，原子重力仪通过驱动两个内部原子状态之间的跃迁，使用受激拉曼跃迁来分离动量空间中的云。布拉格干涉仪仅利用单个内部状态，因此不易受环境扰动的影响。在这里，我们表明，从磁光阱中提取的原子使用加速光晶格是一个合适的源布拉格原子干涉仪，允许有效的分束和随后的分离的动量状态的检测。尽管原子衍射固有的多状态的性质，我们能够建立一个马赫-曾德尔干涉仪使用布拉格散射，实现了灵敏度的重力加速度的$Δg/g = 2.7\times10^{-9}$与1000秒的积分时间。该装置还可以通过对光脉冲序列的简单修改而转换为重力梯度仪。
2012-07-06 physics.atom-ph quant-ph
Laser-Induced Electron Diffraction: Inversion of Photoelectron Spectra for Molecular Orbital Imaging
本文讨论了利用激光诱导电子衍射（LIED）获得的线性分子的光电子能谱对分子轨道成像的可能性。这是我们最近在Physical Review A \textbf{94}，023421（2016）上发表的工作的扩展，适用于二氧化碳分子的HOMO-1轨道。我们表明，这样的成像技术具有潜在的图像分子轨道在不同的核间距离在亚飞秒的时间尺度和分辨率的几分之一埃。
2016-10-26 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Imaging cold atoms with shot-noise and diffraction limited holography
我们从理论上发展和实验上证明了一种在衍射和光子散粒噪声极限下对冷原子成像的全息方法。在双点源参考场的辅助下，采用简单的迭代算法，在重建图像过程中鲁棒地消除了$^{87}$ Rb冷原子样品的孪生像。散粒噪声限制相移和吸收图像一致地检索在各种探头失谐，并在激光冷却过程中。我们始终解决小于2毫拉德相移（$0.4~\%$衰减）的探测光，优于散粒噪声有限的相位对比（吸收）成像的一个因素，4或更多，如果使用相同的相机没有像素饱和。我们讨论了可能的扩展这项工作的致密原子气体的精确相位成像，和非共振探测的多个原子在光晶格。
2014-08-13 physics.atom-ph physics.optics
Structural information extracted from the diffraction of XFEL fs-pulses in a crystal
我们提出了一种从X射线自由电子激光装置的fs脉冲衍射中提取相位恢复过程的补充信息的方法的理论依据。该方法是基于数值模拟的电子密度的动力学在由不同的原子在晶胞，即一个双原子晶体包含重和轻原子的晶体。结果表明，通过不同的XFEL脉冲参数值测量的衍射强度的评价，使找到两种类型的原子和它们的相对相位的结构因子的绝对值。结构信息的准确性进行了讨论的波动的评价原子散射因子。我们的方法可能是重要的相位恢复方法的改进，相对于一个更有效的测定大分子的晶胞内的原子位置。
2015-02-13 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph
Collisions of paramagnetic molecules in magnetic fields: an analytic model based on Fraunhofer diffraction of matter waves
我们研究了磁场对开壳层分子（$^2Σ$，$^3Σ$和$^2Π$）与闭壳层原子的旋转非弹性碰撞动力学的影响。我们的处理利用了物质波散射的夫琅和费模型及其最近扩展到电子碰撞[M。Lemeshko和B. Friedrich，J. Chem. Phys. \textbf{129}，024301（2008）]和辐射场[M. Lemeshko和B. Friedrich，Int. J. Mass. Spec. in press（2008）]。磁场使分子在空间固定框架中对齐，从而改变衍射目标的有效形状。这显著地影响微分和积分散射截面。我们通过评价He - CaH（$X ^2Σ^+$），He - O $_2$（$X ^3Σ^-$）和He - OH（$X ^2Π_Ω$）系统在热碰撞能量下的磁场依赖的散射特性来验证我们的治疗。由于横截面可以获得不同方向的磁场相对于相对速度矢量，该模型还提供了预测正面与侧面的空间不对称的碰撞。的空间不对称性被发现是几乎可以忽略不计的He - OH系统，弱的He - CaH碰撞，和强的He - O $_2$。在平行于相对速度矢量的磁场中，He - OH $(J=3/2,f \to J', e/f)$积分截面主要由$ΔM$的奇跃迁控制，而He - CaH（$X ^2Σ^+$）和He - O $_2$（$X ^3Σ^-$）碰撞系统则主要由$ΔM$的偶跃迁控制.对于后一种系统，磁…
2008-09-19 physics.atom-ph physics.chem-ph
Terrace effects in grazing-incidence fast atom diffraction from a LiF(001) surface
研究了LiF（001）样品中台阶的存在对掠入射快原子衍射（GIFAD）图样的影响。对于氦原子沿<110>LiF表面方向碰撞的情形，我们分析了单层平台边缘与轴向通道平行或垂直的影响。我们发现，一个向外的横向步骤的存在下引入了一个扩散的背景以上的劳厄圆，这显示额外的尖峰结构。相反，对于向内的横向台阶，这样的背景被放置在劳厄圆下方，显示出弱得多的强度。另一方面，平行的步骤引起不对称的角分布，这是完全局限于劳厄圆。因此，这些理论结果表明，GIFAD可以用来表征阶地缺陷。
2022-09-21 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph
High contrast Mach-Zehnder lithium atom interferometer in the Bragg regime
我们已经建造了一个马赫-曾德尔型原子干涉仪，与超声束的锂。原子衍射利用激光驻波上的布拉格衍射。一阶衍射，我们的装置给出了一个大的信号和一个非常好的条纹对比度（74%），我们相信这是有史以来最高的原子干涉仪观察。该装置将应用于高灵敏度的测量
2002-03-01 physics.atom-ph quant-ph
Fast hydrogen atom diffraction through monocrystalline graphene
Université de Strasbourg, CNRS, Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg（斯特拉斯堡大学）；Institute of Condensed Matter and Nanosciences, Université Catholique de Louvain（天主教鲁汶大学凝聚态物质与纳米科学研究所）；Royal Observatory of Belgium (ROB-ORB)（比利时皇家天文台）
通过单晶石墨实现氢原子快速衍射，利用eikonal近似和DFT势精确建模，揭示原子-表面相互作用的高灵敏度及光谱应用潜力。
2026-01-08 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
