Polarimetric observation of noise of linear birefringence of cesium atomic vapors spectrally localized at double Larmor frequency in a magnetic field
本文研究了探测激光束在磁场中通过铯蒸气池时的椭圆噪声的射频谱。根据Gorbovitskii和Perel提出的模型（Opt. Spektrosc. 54，388（1983）），根据该文献，由于铯蒸气的光学磁化率的张量$ α$的波动所散射的光的外差而产生所观察到的噪声。我们表明，实验和理论上，在噪声测量中，如果这种，随着波动的反对称（gyrotropic）部分的张量$ α$在拉莫尔频率，可以观察到波动的对称部分，对应于波动的线性双折射（对齐）的原子系统。这些波动提供的偏振噪声在光谱上局限于两倍拉莫尔频率。
2020-02-14 physics.atom-ph
Anomalous light-induced broadening of the spin-noise resonance in cesium vapor
我们发现了一个高度非平凡的依赖性的自旋噪声（SN）共振展宽引起的强探测光束。测量是通过用铯蒸气在跃迁${6}^2S_{1/2} \leftrightarrow {6}^2P_{3/2}$（$\mathrm{D}_2$线）的波长处探测池来进行的，该跃迁具有激发态的未分辨的超精细结构。光诱导的SN共振的加宽被发现在不同的斜率的$\mathrm{D}_2$线强烈不同，一般来说，随着光功率的非单调变化。我们讨论了自旋涨落的唯象布洛赫方程的影响，并表明SN加宽行为强烈依赖于泵浦和激发能级衰变率，自旋进动和退相干率之间的关系。为了调和令人困惑的实验结果，我们提出，自旋系统的光学扰动程度是由原子的激发态弛豫的路径控制的，或者换句话说，原子的光学激发行为不一定完全破坏其基态相干性和自旋进动的连续性。在这种情况下，效应的光谱不对称性由“闭合”跃迁$F = 4 \leftrightarrow F' = 5$在谱线短波长侧的位置提供。然而，这一假设仍有待微观计算的证明。
2021-04-29 physics.atom-ph physics.optics
Relaxation of atomic polarization in paraffin-coated cesium vapor cells
用Franzen的“黑暗中的弛豫”技术[Franzen，Phys. Rev. { \bf 115}，850（1959）]的一种变体，研究了无缓冲气体、涂有石蜡的铯蒸气室中原子极化的弛豫。在本实验中，窄带，圆偏振泵浦光，共振的Cs D2过渡，沿纵向磁场的原子取向，和随时间变化的线性偏振探测光的旋光度测量，以确定一个特定的超精细水平的原子取向的弛豫率。研究了光诱导原子脱附（LIAD）过程中弛豫速率的变化。没有显着的变化，自旋弛豫速率在LIAD过程中发现超出预期的速度更快的自旋交换碰撞由于Cs密度的增加。
2005-03-26 physics.atom-ph
Saturated absorption and electromagnetically induced transparency of residual rubidium in dense cesium vapor
Institute for Physical Research, National Academy of Sciences of Armenia（亚美尼亚国家科学院物理研究所）
研究发现，在高温铯蒸汽中残留的 rubidium 可用于观测饱和吸收和电磁诱导透明共振，通过优化实验条件提升信号质量。
2026-03-10 physics.atom-ph
Coherent amplitude modulation of continuous-wave light in cesium vapor
本文在铯蒸气388 nm连续波激发中观测到与$8P_{3/2}$超精细间隔相近的相干吸收振荡，并将其归因于窗口后向反射辅助的红外放大自发辐射，提出可用于探测蒸气激射。
2024-06-15 physics.atom-ph
Tunable Microwave Magnetic Field Detection based on Rabi Resonance with a Single Cesium-Rubidium Hybrid Vapor Cell
我们实验研究了基于拉比共振的连续频率可调谐微波（MW）磁场检测使用一个单一的混合蒸汽室充满铯和铷原子。多物种原子系统，其可调的能力，在过渡频率，使这种原子传感头，以涵盖更广泛的可检测MW场范围相比，使用一个单一的金属原子。在这里，我们证明了原子拉比共振信号与85 Rb，87 Rb，和133 Cs在同一个蒸汽细胞的同时观察。使用实验上可行的低于500高斯的静态磁场（DC场），我们实现了带宽为4.8 GHz（8.1 GHz左右）的MW磁场强度检测。使用这三种原子系统限制在一个蒸汽室中，也使得能够在直流场的帮助下建立相同的MW场，使我们能够对需要相同电磁环境的不同应用进行完美的比较。这些结果对基于不同物理原理的原子探测器的实现和应用具有一定的参考价值。
2018-08-07 physics.atom-ph
Observation of interference effects via four photon excitation of highly excited Rydberg states in thermal cesium vapor
本文报道了利用四步激发方案在热铯蒸气中观测到高激发里德堡态的电磁感应透明和吸收。这种四步方案的优点是，最终跃迁到里德伯态有一个大的偶极矩，可以实现类似的拉比频率的两个或三个步骤的激发方案使用两个数量级少的激光功率。该方案使新的应用，如失相自由里德堡激发。观察到的线形与基于多级光学布洛赫方程的模拟结果吻合良好。
2015-11-22 physics.atom-ph
Autler-Townes doublet in single-photon Rydberg spectra of Cesium atomic vapor with a 319 nm UV laser
利用无多普勒纯光探测技术，在室温蒸气室和319 nm紫外激光的作用下，研究了铯原子里德伯原子的单光子激发光谱.我们用窄线宽319 nm紫外激光直接将原子从6 S 1/2基态激发到71 P 3/2里德堡态。里德伯态的检测是通过在V型三能级系统中监测852 nm探测光束的吸收来进行的。在强耦合光场下，我们观察到了Autler-Townes双态，并从实验上研究了耦合强度对谱线间距和线宽的影响，这与基于修饰态理论的预言相一致。我们进一步研究了外加磁场下的里德堡谱。非简并塞曼子能级的存在导致了光谱的展宽和移动。它在磁场传感方面具有潜在的应用价值。
2018-11-04 physics.atom-ph
Collective amplification and anisotropic narrowing of alignment signals in cesium vapor under strong spin exchange near zero magnetic field
Ioffe Institute（约费研究所）
研究在强自旋交换条件下近零磁场下线性极化光泵浦铯蒸气中对齐信号异常各向异性现象，通过实验发现垂直于泵浦光束平面的Hanle共振的各向异性随浓度增加而增加，在一个方向上宽度仍由自旋交换保持宽化，而在另一个方向上则接近无自旋交换弛豫限制。随着浓度进一步增加，出现非线性效应，如信号放大、双稳态、滞回和记忆。通过构建一个包含自发极化效应的理论模型来解释这些效应，模型表明超窄对齐共振可能源于自旋横向取向投影到检测轴上的四极子各向异性。这些共振的独特性质，如极小的宽度和由磁场控制的双稳态及长期记忆效应，使其在量子传感和信息中具有应用前景。
2026-07-20 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Single-photon cesium Rydberg excitation spectroscopy using 318.6-nm UV laser and room-temperature vapor cell
我们在室温蒸气室中演示了铯原子的单光子里德伯激发光谱。Cs原子直接从6S 1/2基态激发到nP 3/2（n = 70 - 100）Rydberg态，共振态为Cs 6S_（1/2），F = 4 - 6P_（3/2），F' = 5跃迁作为F = 4基态上的部分布居转移到Rydberg态，分析表明所观察到的光谱是Rydberg态的速度选择光谱，并由此研究了激光拉比频率对振幅和线宽的影响。拟合到Cs nP ~（3/2）（n = 70 - 100）态的能量，确定的量子亏损为3.56671（42）。解调后的光谱也可以用作频率参考，以稳定的紫外激光频率到特定的Cs里德堡跃迁。
2017-09-05 physics.atom-ph quant-ph
Femtosecond frequency comb measurement of absolute frequencies and hyperfine coupling constants in cesium vapor
我们测量了^{133}Cs蒸气中8 S_{1/2}，9 S_{1/2}，7 D_{3/2}和7 D_{5/2}态的绝对跃迁频率和超精细耦合常数。通过6 P_{1/2}或6 P_{3/2}中间态的逐步激发直接用来自稳定的飞秒激光器光学频率梳的宽带激光执行。激光束被分裂，反向传播和聚焦到一个室温的铯蒸气室。扫描频率梳的重复率，并且我们在激发态的衰变的7 P_{1/2,3/2} -> 6 S_{1/2}分支上检测荧光。通过在激光束路径中引入窄带干涉滤波器，隔离了不同状态的激发。使用非线性最小二乘法，我们发现测量的过渡频率和超精细耦合常数，是在协议与其他最近的测量8 S状态，并提供两个数量级的改进比先前公布的结果为9 S和7 D状态。
2010-01-18 physics.atom-ph
Sub-natural $N$-type Resonance in Cesium Atomic Vapor: splitting in magnetic fields
本文首次研究了Cs原子$D_2$线在缓冲气体（氖）存在下，在两个连续窄带半导体激光器的辐射下，Λ系统中的亚自然宽度$N$型共振。$L$ = 1 cm长的电池用于研究$N$型过程。磁场中$^{133}$ Cs原子的$N$型共振被分成七个或八个分量，取决于磁场和激光辐射方向。结果表明，$F_g$ = 3，4的水平是初始和最终的N共振形成。有磁场时的实验结果与理论曲线吻合较好。
2013-10-15 physics.atom-ph
Detection of radiation torque exerted on an alkali-metal vapor cell
我们研制了一种扭秤，用来测量自旋极化气体原子的旋转，研究气体原子向固体的角动量转移。将铯蒸气室悬挂在真空室中的细线上，并从底部用调谐到$D_2$跃迁的圆偏振光照射，以将铯原子吸收到室中。通过改变扭秤共振频率处的光螺旋度，我们诱导了铯原子的强迫旋转振荡，并检测了铯原子通过其内部施加在铯蒸气室上的辐射力矩。当两个超精细水平的铯原子光泵与纵向磁场的应用程序的扭矩是特别大的。进一步的研究将为气固界面自旋转移过程提供新的认识。
2019-07-03 cond-mat.other physics.atom-ph quant-ph
Observations of Ultrafast Superfluorescent Beatings in a Cesium Atomic Vapor Excited by Femtosecond Laser Pulses
蒸气中单个原子的自发发射持续纳秒，如果不是微秒的话，这种发射中的跳动只涉及直接激发的能量子能级。相比之下，超荧光发射在大大减少的时间尺度上爆发，并且它们的跳动涉及直接和间接激发的能量子能级。在这项工作中，皮秒和飞秒超荧光拍观察到从一个致密的铯原子蒸气。铯原子被60飞秒长、800 nm的激光脉冲激发，通过双光子过程进入基态6S和激发态8S的相干叠加态。作为瞬态四波混频过程的一部分，我们记录并研究了6S-7P低跃迁的耦合超荧光蓝光。延迟的建立时间，这种蓝光测量作为输入激光束功率的函数，使用高分辨率2 ps条纹相机。随着蒸汽温度降低，原子数量减少一半，依赖于功率的累积延迟时间始终加倍。在低功率和密度下，观察到代表基态分裂的具有100皮秒周期的拍频。所产生的蓝光的自相关测量表现出与230 fs的准周期的拍频对应的分裂的7P级主要在较低的输入激光功率。理解并最终控制超荧光跳动的迷人本质可能会使快速量子操作摆脱原子和分子相当缓慢的自发发射过程。
2021-09-15 physics.atm-clus physics.atom-ph
Detection of slow atoms confined in a Cesium vapor cell by spatially separated pump and probe laser beams
热气体中原子的速度分布通常通过能量的麦克斯韦-玻尔兹曼分布来描述，并假设各向同性。因此，原子在方位角θ下离开表面的概率应该演化为cos θ，尽管没有微观基础来证明这样的定律。以掠入射朝向或从表面移动的原子（即具有小的法向速度的原子，这里称为“慢”原子）的贡献揭示了在探测表面附近的稀原子蒸气的光谱方法的发展中必不可少的，使得能够在法向入射照射下实现亚多普勒分辨率。表面粗糙度和原子-表面相互作用可能会降低这种“慢”原子的概率。在这里，我们描述了一种方法来观察和计数这些慢原子依赖于机械歧视，通过空间分离的泵浦和探测光束。我们还报告了我们的实验进展朝着这样一个目标。
2013-06-12 physics.atom-ph
Ultralow-power local laser control of the dimer density in alkali-metal vapors through photodesorption
采用超低功率半导体激光辐射诱导铯从固体表面上的部分透明薄膜铯吸附物的光脱附。使用共振拉曼光谱，我们证明，这种光解吸过程使二聚体分子的密度在碱金属蒸气中的一个准确的本地光学控制。
2012-10-08 physics.atom-ph quant-ph
Blue laser induced bright red fluorescence in hot cesium vapor
本文研究热铯蒸气中456 nm激光诱导荧光，观测到852 nm强发射及自转换现象，并证明铯样品池可作为高效光学滤波器与下转换器。
2024-12-26 physics.atom-ph
Determination of Quantum Defects and Core Polarizability of Atomic Cesium via Terahertz and Radio-Frequency Spectroscopy in Thermal Vapor
本文通过热蒸汽中的太赫兹与射频光谱测量了铯里德堡态间的跃迁频率，全局拟合提取了多种电子态的量子亏损与Cs$^{+}$的偶极和四极极化率，使里德堡态能量估算精度达几MHz或更小。
2025-02-28 physics.atom-ph
Doppler-free Selective Reflection spectroscopy of the $6s$ $^2S_{1/2} \to 7p$ $^2P_{3/2}$ transition of Cesium using a nanofabricated vapor cell
利用纳米厚度蒸气室首次实现铯原子456 nm跃迁的无多普勒选择性反射光谱，获得30倍多普勒窄化，并观测到原子-表面相互作用引起的红移。
2025-01-20 physics.atom-ph
Charge-induced optical bistability in thermal Rydberg vapor
研究了受驱动的里德伯原子系综中的光学双稳现象。通过对铷和铯的热蒸气进行两个实验，我们能够揭示导致这种非线性行为的潜在相互作用机制。由于这两种原子的性质不同，我们认为里德堡态的大极化率与自发电离里德伯原子的电场的结合是相关的相互作用机制。在铷的情况下，我们直接测量的电场的情况下，通过两个物种的光谱。在铯中，我们利用不同l态的极化率的不同符号和施加电场的可能性。这两个实验使我们能够排除偶极-偶极相互作用，并支持我们的假设的电荷诱导的双稳态。
2016-12-19 physics.atom-ph
Direct frequency-comb spectroscopy of $6S_{1/2}$-$8S_{1/2}$ transitions of atomic cesium
利用直接频梳光谱技术研究了热蒸气环境中铯原子$6S_{1/2}$ - $8S_{1/2}$双光子跃迁的绝对频率。通过利用在时间上分离高于和低于双光子共振频率的激光光谱的相干控制方法，在两个空间上不同的位置建立无多普勒吸收，并成像用于高精度光谱。理论分析发现，这些跃迁谱线的测量不确定度低于$5\times10^{-10}$，主要来自激光诱导交流斯塔克位移。
2017-07-20 physics.atom-ph
Features of the van der Waals Interaction on the Cesium $6S_{1/2} \rightarrow 7P_{3/2}$ Transition in an Optical Nanocell
Institute for Physical Research, National Academy of Sciences of Armenia（亚美尼亚国家科学院物理研究所）
研究首次确定铯6S_{1/2}→7P_{3/2}跃迁的范德瓦尔系数，通过实验揭示原子-表面相互作用及高蒸气压下的Cs-Cs相互作用影响。
2026-01-08 physics.atom-ph
Technique for a direct measurement of the cesium anapole moment using coherent rf and Raman interactions
本研究围绕铯原子基态超精细能级间由核弱相互作用导致的弱E1跃迁展开，介绍了利用相干射频与拉曼相互作用测量反常磁矩的实验方案、杂散场影响、初步结果、噪声分析及装置改进方向。
2024-02-01 physics.atom-ph
Velocity preserving transfer between highly excited atomic states: Black Body Radiation and Collisions
利用抽运-探测光谱技术研究了铯原子$7\mathrm{P}_{1/2}$或$7\mathrm{P}_{3/2}$在黑体辐射和原子间碰撞作用下激发态向邻近能级的再分配。在低蒸汽密度，我们测量的初始，速度选择，原子激发BBR的再分配。这保留了选定的原子速度，使我们能够执行$\mathrm{6D\rightarrow 7F}$跃迁的高分辨率光谱。这种转移机制也可以用来执行铯高激发$\mathrm{nG}$水平的亚多普勒光谱。在高密度下，我们观察到原子间的碰撞重新分配内的铯$\mathrm{7P}$精细和超精细结构的激发。我们发现，$\mathrm{7P}$重新分配涉及状态变化的碰撞，保持原子速度的初始选择。这些再分布机制对于探测稠密碱蒸气中高激发态激发态的实验具有重要意义。
2021-01-19 physics.atom-ph quant-ph
Sub-Doppler spectroscopy of Rydberg atoms via velocity selection memory in a hot vapor cell
本文利用泵浦-探测技术在热铯蒸气池中保留初始速度选择痕迹，实现里德伯态的亚多普勒光谱，并在高密度下通过光谱分析获得碰撞位移与展宽信息。
2025-01-05 physics.atom-ph quant-ph
Comparison of discharge lamp and laser pumped cesium magnetometers
我们进行了比较的激光（LsOPM）和灯（LpOPM）泵浦铯蒸气磁强计。尽管LsOPM的工作频率比散粒噪声限值高50%，但我们发现LsOPM和LpOPM的固有灵敏度分别为15 fT/ \sqrt{Hz}和25 fT/ \sqrt{Hz}。两种操作模式，即，研究了相位稳定和自振荡模式，发现它们产生类似的性能。我们已经比较了LsOPM和LpOPM的性能直接通过同时测量多层磁屏蔽内的2微特斯拉磁场的场波动，并使用了一个磁强计的主动场稳定。在稳定模式下，我们发现在100 s的积分时间内梯度不稳定性为25 fT，这代表了磁力计长期稳定性的上限。
2004-12-02 physics.atom-ph
Coherent Population Trapping resonances on lower atomic levels of Doppler broadened optical lines
我们已经检测到并分析了窄的高对比度相干布居捕获（CPT）共振，这是由反向传播的双频泵浦辐射的弱探测光束的吸收诱导。我们的实验研究已经进行了非封闭的三能级Lambda系统的例子所形成的多普勒展宽的D2线的铯原子的光谱分量。我们已经确定，在一定条件下，在探测光束（在铯蒸气中）的透射中的CPT共振，与在相应的双频泵浦辐射的透射中的公知CPT共振相比，可能不仅具有更大的对比度，而且具有小得多的宽度。因此，CPT共振，通过详细的方法检测，可用于原子频率标准和灵敏的磁力计（基于CPT现象），也在原子和分子的超高分辨率光谱。
2012-12-16 physics.atom-ph physics.optics
Coherent terahertz field tomographic imaging in warm Rydberg vapors
Faculty of Physics, University of Warsaw（华沙大学物理学院）；Centre for Quantum Optical Technologies, Centre of New Technologies, University of Warsaw（华沙大学新技术中心量子光学技术研究中心）
本文提出一种在暖态Rb蒸气中将太赫兹转换为光学的方案，实现复振幅场成像，通过调整光学探测光的干涉图案实现相位匹配，验证了系统空间分辨率和相位灵敏度，为室温下基于原子蒸气的相位分辨太赫兹成像和全息技术提供了稳健框架。
2026-04-20 physics.atom-ph physics.optics
Dual-frequency optical-microwave atomic clocks based on cesium atoms
本研究利用单台激光器和铯原子同时实现光频与微波双频原子钟，光钟1秒稳定度达3.89×10⁻¹³，微波钟在10⁵秒达5.99×10⁻¹⁵，为集成原子钟和量子计量发展奠定基础。
2024-05-01 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
High precision measurement of the hyperfine splitting and ac Stark shift of the $7d$ $^{2}D_{3/2}$ state in atomic cesium
我们报道了在铯蒸气室中用高分辨无多普勒双光子光谱测量$^{133}$ Cs的$7d$ $^{2}D_{3/2}$态的超精细分裂。我们确定的超精细耦合常数$A = 7.3509(9)$ MHz和$B = -0.041(8)$ MHz，这代表了一个数量级的精度提高。我们还得到的核磁八极耦合常数$C$的大小的界限。此外，我们测量了767.8 nm处的$6s$ $^{2}S_{1/2} \rightarrow 7d$ $^{2}D_{3/2}$跃迁的交流斯塔克位移为$-49 \pm 5$ Hz/（W/cm $^2$），与理论计算一致。我们进一步报告的测量碰撞位移[ $-32.6 \pm 2.0$ kHz/mTorr]和压力加宽的个人超精细水平的$6s$ $^{2}S_{1/2} \rightarrow 7d$ $^{2}D_{3/2}$过渡。这些测量结果为分析基于铯原子$6s$ $^{2}S_{1/2} \rightarrow 7d$ $^{2}D_{3/2}$双光子跃迁的光频标的系统效应提供了有价值的信息
2022-10-04 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Light storage in a room temperature atomic vapor based on coherent population oscillations
本文报道了在室温原子气室中基于相干布居振荡（CPO）的光存储的实验观察。在亚稳态$^4$ He中，通过偏振选择的$Λ$系统的基态能级之间使用超箭头CPO，这样的光存储被实验证明是相位保持的。因为它不涉及任何原子相干性，所以它具有对诸如小的磁场不均匀性的退相效应鲁棒的优点。存储时间受到$Λ$系统基态的布居寿命的限制。
2014-10-21 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Performance of a prototype atomic clock based on lin||lin coherent population trapping resonances in Rb atomic vapor
我们报道了第一台基于平行线偏振光场相干布居俘获共振的台式原型原子钟的性能。||LIN配置）。我们的装置使用的垂直腔面发射激光器（VCSEL）调谐到87 Rb的D1线与电流调制在87 Rb超精细频率。我们证明了通过适当选择射频调制功率可以消除一阶光频移，并通过优化微波锁定环的参数进一步提高了原型时钟的稳定性。在这些最佳条件下运行，我们测量了短期分数频率稳定度（Allan偏差）2*10^{-11} tau^{-1/2}，观测时间为1 s <tau<20 s。该值受到大的VCSEL相位噪声和环境温度波动的限制。频率稳定性的进一步改进应该可以用设计成专用线路的装置来实现||线性CPT谐振时钟，环境影响最小化。
2009-10-30 physics.atom-ph physics.optics
Measurement of the ratio of the scalar polarizability to the vector polarizability for the $6s ^2S_{1/2} \rightarrow 7s ^2S_{1/2}$ transition in cesium
本文采用1079 nm双光子与540 nm线性Stark诱导过程的相干干涉技术，测量铯原子6s→7s跃迁的α/β，结果与此前测定一致，但未解决矢量极化率两种方法间的差异。
2024-04-08 physics.atom-ph
Vectorial atomic magnetometer based on coherent transients of laser absorption in Rb vapor
我们在分析共振激光通过铷原子蒸气室传输的相干振荡瞬态过程的基础上，设计并测试了一台原子矢量磁力计。我们表明，在拉莫尔频率和它的第一谐波的振荡幅度有关，通过一个简单的公式来确定的磁场矢量的方向的角度。该磁强计已成功地应用于环境磁场的测量。
2014-02-22 physics.atom-ph
Broadband Optical Two-Dimensional Coherent Spectroscopy of a Rubidium Atomic Vapor
光学二维相干光谱（2DCS）已成为研究包括原子系综在内的许多系统的能级结构、动力学和耦合的有力工具。钾（K）原子的两条D线（D $_1$和D $_2$跃迁）的各种类型的二维（2D）光谱，包括所谓的单量子、零量子和双量子2D光谱，先前已被报道。对于铷（Rb），主要的区别是D线相距约15 nm，而K线相距仅约3 nm。同时激发Rb原子的两条D线需要更宽的激光带宽来进行实验。在这里，我们报告了一个宽带光学2DCS实验中的Rb原子蒸气。获得了一套完整的单量子、零量子和双量子二维光谱，包括Rb原子的两条D线。基于光学布洛赫方程的微扰解，用模拟的二维光谱再现了实验光谱。Rb原子的这项工作补充了以前K和Rb的2DCS研究，其带宽较窄，覆盖了K的两条D线或Rb的一条D线。宽带激发使得能够执行Rb的两条D线的双量子和多量子2DCS，以研究与K原子相比的多体相互作用和关联。
2022-04-02 physics.atom-ph physics.optics
Frequency-comb based double-quantum two-dimensional coherent spectroscopy identifies collective hyperfine resonances in atomic vapor induced by dipole-dipole interactions
基于频率梳的多维相干光谱技术是一种新的光学方法，可以在短时间内实现高分辨率的测量。该方法的分辨率使得多维相干光谱学与具有窄共振的原子系统相关。我们利用双量子多维相干光谱揭示了在100 ℃下由偶极-偶极相互作用引起的铷蒸气中的集体超精细共振。我们在双量子二维光谱中观察到了倾斜的线形，这在多普勒展宽系统中还没有报道过。倾斜的线形表明，信号主要来自相对速度接近零的相互作用原子。
2017-11-10 physics.atom-ph
Gain measurement scheme for precise determination of atomic parity violation through two-pathway coherent control
精确测量原子、分子和离子中的宇称非守恒相互作用（PNC）可以发现标准模型之外的新物理，并有助于理解核中弱力诱导的相互作用。在本文中，我们提出并分析了一种新的原子宇称破坏的禁戒跃迁的测量方案，我们结合了两个路径的相干控制机制与探针增益技术。我们详细介绍了一个可行的实验几何$6S_{1/2}\rightarrow 7S_{1/2}$过渡的铯蒸气电池，并考虑在合理的实验室条件下，这样的测量的统计噪声。我们估计信噪比接近$\sim2.3/\sqrt{Hz}$。该方案具有较低的预期系统误差，将允许在铯和其他重金属系统中进行精确测量。
2018-08-01 physics.atom-ph
Robust coherent transport of light in multi-level hot atomic vapors
使用一个模型系统，我们从实验和理论上证明，相干光的散射可以强大的热原子蒸气，尽管显着的多普勒效应。通过在远失谐光散射的线性区域中操作，我们还揭示了由涉及原子超精细结构的非弹性斯托克斯和反斯托克斯跃迁触发的干涉的出现。
2018-12-20 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Coherent control of group index and magneto-optical anisotropy in a multilevel atomic vapor
我们研究了电磁感应透明（EIT）在加热的钾蒸气细胞，使用一个简单的光学装置与一个单一的自由运行的二极管激光器和声光调制器。尽管多普勒宽度与基态超精细分裂相当，但获得了具有深亚自然线宽和大群指数的透明窗口。纵向磁场用于分裂EIT特征并诱导磁光各向异性。利用同向传播耦合光束和探测光束之间的拍音，我们对EIT介质的圆二色性（因此也是双折射）进行了外差测量。观察到的光谱表明，lin-parlin极化导致更大的各向异性比lin-perp-lin。一个包含16个塞曼态和18个\Lamda\子系统的简化分析模型再现了实验观察。
2016-06-30 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Compact Two-Dimensional Magneto-Optical Trap for Ultracold Atom Setups
我们报告的设计，实施和性能的紧凑型二维磁光阱（2D MOT）的铯。在一个小体积的真空室中，该装置使用铯分配器，非常接近2D MOT的捕获区域，并在$10^{-9}$范围内的低蒸气压下工作。我们实现了$4 \times 10^8$ atoms/s的冷原子通量，其与更复杂的原子源的性能相当。该装置构造简单，并且可以适用于广泛的原子种类。
2021-07-01 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Coherent backscattering of light off one-dimensional atomic strings
我们提出了第一个实验实现的相干布拉格散射的一维（1D）系统-两串原子强烈耦合到一个单一的光子模式-通过捕获原子在渐缩光纤（TOF）的倏逝场，这也引导探测光实现。我们报告了来自仅包含约1000个铯原子的弦的近12%的功率反射，与来自随机定位的原子的反射相比增强了两个数量级。这一结果为一维原子-光子系统的集体强耦合铺平了道路。我们的方法还允许几个遥远的一维原子晶体之间的直接纤维连接。
2016-07-12 physics.atom-ph physics.optics
A Facility for Production and Laser Cooling of Cesium Isotopes and Isomers
我们报告的设计，安装和测试的实验设施的生产超冷原子同位素和异构体的铯。该装置涵盖了广泛的质量数和核异构体，允许人们直接比较同位素链和同位素/异构体对。铯原子核是利用130 MeV回旋加速器产生的初级质子束撞击合适的靶，通过裂变或聚变-蒸发反应产生的。感兴趣的物质以离子形式从靶中喷出，静电加速，质量分离，并路由到科学室。在这里，离子通过注入薄箔中和，并通过热扩散提取。在室温下的中性蒸汽，从而形成和捕获在磁光阱。实时荧光成像和破坏性吸收成像提供了有关捕获原子数量、密度和温度的信息。用30 keV能量的$^{133}$ Cs $^{+}$离子的专用束进行的测试证实了中和、蒸发和激光冷却至150 $μ$ K，平均原子密度为10 $^{10}$ cm $^{-3}$。铯同位素和同分异构体的冷而致密的原子样品的可用性为同位素和同分异构体位移的高精度测量开辟了新的途径，从而更深入地了解原子核结构，以及痕量同位素浓度比的灵敏测量。该设施还构成了未来核异构体多体物理实验的核心。
2018-08-28 nucl-ex physics.atom-ph physics.ins-det
Enhanced frequency up-conversion in Rb vapor
我们展示了在热铷蒸气室中通过近红外激光的上转换高效地产生相干420 nm光。通过优化泵浦偏振和频率，我们实现了每瓦260%的单程转换效率，显着高于以前的实验。相干光产生和荧光作为两个泵频率的函数的充分探索揭示，相干蓝光产生接近85 Rb双光子共振，如理论预测的，但在高蒸汽压下被抑制在光谱区域，不支持相位匹配或表现出单光子克尔折射。我们目前的1mW的蓝色光束功率与额外的泵浦功率的有利缩放的预测。
2010-07-30 physics.atom-ph
Electrical read out for coherent phenomena involving Rydberg atoms in thermal vapor cells
我们提出了一种非常灵敏和可扩展的方法来测量铷原子的热蒸气室中的高激发里德堡态的布居。我们在一个5毫米的电接触池中检测里德伯电离电流。测得的电流被发现是在良好的协议与理论的里德伯人口的基础上的主方程的三个层次的问题，包括电离通道和在相应的温度下的全多普勒分布。电流检测的信噪比明显优于纯光学技术。
2012-09-28 physics.atom-ph quant-ph
Characterization of Cs vapor cell coated with octadecyltrichlorosilane using coherent population trapping spectroscopy
我们报告的实现和表征使用相干布居捕获（CPT）光谱的十八烷基三氯硅烷（OTS）涂层厘米级铯蒸气电池。共振线型的双重结构，在多普勒展宽结构的顶部存在一个狭窄的结构线，被清楚地观察到。窄共振的线宽进行比较，一个抽空的Cs细胞和缓冲气体Cs细胞的类似大小的线宽。Cs-OTS吸附能测量为（0.42 $\pm$ 0.03）eV，导致以分数单位计的$2.7\times10^{-9}/$ K的时钟频移速率。超精细布居寿命，$T_1$，和微波相干寿命，$T_2$，为1.6和0.5毫秒的报告，分别对应于约37和12个有用的反弹。通过减小光束直径，在Cs-OTS盒中观察到原子运动引起的暗共振Ramsey窄化。Ramsey CPT条纹检测使用脉冲CPT询问方案。最后讨论了Cs-OTS盒在研制蒸气室原子钟中的潜在应用。
2015-05-09 physics.atom-ph
Coherent Population Trapping Resonances in Buffer Gas-filled Cs Vapor Cells with Push-Pull Optical Pumping
本文报道了用推挽光抽运（PPOP）方法在填充缓冲气体的汽室中对Cs D1线相干布居俘获（CPT）共振的理论研究和实验表征。我们指出，推挽相互作用方案是相同的所谓的林每林极化方案。相关的黑暗状态，以及吸收的表达，报告。实验装置是基于分布反馈（DFB）二极管激光器，尾纤强度马赫-曾德尔电光调制器（MZ EOM）的光学边带产生和迈克尔逊干涉仪的组合。一种微波技术，以稳定的传递函数的工作点的MZ EOM的实施适当的操作。一个CPT共振对比度高达78%，在厘米级细胞的磁场不敏感的时钟过渡。的CPT时钟信号的关键参数（线宽对比度线宽/对比度比）的激光强度的影响报告为三个不同的细胞具有各种尺寸和缓冲气体含量。PPOP技术的发展高性能的原子蒸气室时钟的潜力进行了讨论。
2013-02-15 physics.atom-ph
Sub-Doppler laser cooling and optical transport of cesium with static magnetic fields
Infleqtion（英飞克提恩）
本研究通过静态磁场配置实现了铯原子的亚多普勒激光冷却与光学输运，无需动态磁场，实现了低温冷却和长距离输运，为传感和量子计算提供了新途径。
2026-04-10 physics.atom-ph
Accurate Determination of an alkali-inert gas diffusion coefficient using coherent transient emission from a density grating
我们展示了一种新的技术，用于精确测量碱蒸气在惰性缓冲气体中的扩散系数。测量是通过在同位素纯$^{87}$ Rb蒸气中建立空间周期性密度光栅并观察由于蒸气通过N $_2$缓冲气体的扩散运动而引起的来自光栅的衰减相干发射来进行的。我们获得了$0.245 \pm0.002 ~\textrm{cm}^{2}/\textrm{s}$在50 $\degree$ C和564托下的扩散系数。换算到大气压，我们得到$D_0 = 0.1819 \pm 0.0024~\textrm{cm}^2/\textrm{s}$。据我们所知，这是迄今为止最精确的Rb-N $_2$扩散系数测定。我们的测量可以扩展到不同的缓冲气体和碱蒸气用于磁力测量，并可用于约束这些系统的理论扩散模型。
2021-02-16 physics.atom-ph
Analysis of two-pathway coherent control for precision measurement of weak optical transitions
提出了一种基于双路光相干控制的高灵敏度探测和精确测量原子系统中高禁戒跃迁的新技术。具体而言，我们表明，（$ω$，2 $ω$）相干控制可以应用于测量的磁偶极子和电弱宇称非保守的原子铯的振幅，减少系统误差的主要优势，这些影响经常遇到的领域反转在以前的测量。我们提出了一个完整的分析，在一个特定的几何形状，并讨论了改善这些弱过渡振幅的实验室测定的前景。
2010-01-14 physics.atom-ph
Long range dipole-dipole interaction in atomic vapors probed by double-quantum two-dimensional coherent spectroscopy
利用光学双量子二维相干光谱（2DCS）研究了钾原子和铷原子蒸气中原子间的偶极-偶极相互作用。对于钾和铷，偶极-偶极相互作用的密度分别为$4.81 \times 10^8$ cm $^{-3}$和$8.40 \times 10^9$ cm $^{-3}$，对应于钾的平均原子间距为15.8 $μ$ m或$3.0\times 10^5a_0$，铷的平均原子间距为6.1 $μ$ m或$1.2\times 10^5a_0$，其中$a_0$是玻尔半径。我们报告的最低原子密度在偶极-偶极相互作用被检测到。实验结果证实了偶极-偶极相互作用的长程性质，这对于理解原子/分子中的多体物理是至关重要的。长程相互作用在涉及多体相互作用的基于原子的应用中也有意义。此外，我们证明了双量子2DCS是足够敏感的探测偶极-偶极相互作用的密度，可以实现与冷原子在磁光阱中，铺平了道路的双量子2DCS研究冷原子和分子。该方法还可以为研究诸如量子点和钻石色心等固态系统中的长程相互作用开辟一条新途径。
2018-11-19 physics.atom-ph
Collapse and revival of a Dicke-type coherent narrowing in potassium vapor confined in a nanometric-thin cell
在激光束传播方向上制作了一个纳米薄盒，原子气柱厚度在$L = \unit[50-1500]{nm}$范围内平滑变化。该池允许通过改变激光强度和池厚度从$L = λ/ 2$到$L = 2 λ$，以$λ/2$为步长（$λ=\unit[770]{nm}$是激光的共振波长）来研究钾原子的$D_1$线上的共振吸收行为。它表明，尽管巨大的多普勒展宽（$>\unit[0.9]{GHz}$在细胞温度$\unit[170]{^{\circ}C}$），在低激光强度下观察到的共振吸收光谱的窄化$L = λ/2$（$\sim \unit[120]{ MHz}$在FWHM）和$L = 3/2 λ$，而对于$L = λ$和$L =2λ$的光谱加宽。在中等激光强度下，在$L = λ$和$L=2λ$处出现窄带速度选择性光泵浦（VSOP）共振，线宽接近自然线宽。在1厘米大小的K细胞中获得的饱和吸收光谱的比较。理论模型很好地描述了实验。
2015-11-12 physics.atom-ph
Influence of Laser Intensity Fluctuation on Single-Cesium Atom Trapping Lifetime in a 1064-nm Microscopic Optical Tweezer
由1064 nm红失谐激光的强聚焦单空间模高斯光束组成的光镊可以将单个铯原子限制在光强的最强点。我们可以用它来相干操纵单量子比特和单光子源。由于背景原子的撞击、光镊的光强起伏以及原子的残余热运动等因素，原子在光镊中的囚禁寿命很短。本文分析了背景气压、光镊的囚禁频率以及光镊的参量加热对原子囚禁寿命的影响。结合基于声光调制器（AOM）的外反馈回路，将1064 nm激光在时域上的强度波动从$\pm$ 3.360 $\%$抑制到$\pm$ 0.064 $\%$，抑制带宽达到约33 kHz。单个Cs原子在显微光镊中的囚禁寿命从4.04 s延长到6.34 s。
2020-03-18 physics.atom-ph quant-ph
GHz Rabi flopping to Rydberg states in hot atomic vapor cells
本文报道了在热铷蒸气中，在低于1纳秒的时间尺度上观察到的到里德伯态的拉比振荡。我们使用带宽限制的脉冲激发，并观察到6个完整的拉比周期内的脉冲持续时间为~4 ns。我们发现一个令人惊讶的简单模型的基础上的实验和数值模拟之间的良好协议。这一结果表明，即使在热原子蒸气中，也可以实现与里德堡态的完全相干动力学，从而表明小蒸气室可以作为室温量子器件的平台。此外，该结果意味着单原子里德伯门中先前的相干动力学可以被加速三个数量级。
2011-10-10 physics.atom-ph quant-ph
Two-dimensional Fourier-transform Spectroscopy of Potassium Vapor
利用光学二维傅里叶变换（2DFT）光谱研究了薄透射池中钾蒸气的相干光响应。获得了D1和D2跃迁的重相和非重相谱，并与数值模拟进行了比较。利用光学布洛赫方程的计算给出了非常好的协议与实验峰强度和线的形状。使用不同的2DFT投影分离非辐射拉曼相干态。密度相关的测量显示由于脉冲传播效应的2DFT谱的失真。
2010-01-12 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.optics
