Above-threshold ionization in neon produced by combining optical and bichromatic XUV femtosecond pulses
本文研究了由重叠的线偏振双色极紫外和红外场组成的飞秒激光脉冲引起的氖离子的电离。特别地，我们研究了红外线对以Ne 2s 22 p 53 s 1 P为中间态的双通道电离方案的影响。使用依赖于时间的计算，支持强场近似的基础上的理论方法，我们分析的电离概率和光电子的角分布与电离光谱的不同边带。揭示了角分布各向异性参数作为红外线强度的函数的复杂振荡。最后，我们表明，相干控制的不对称性是可以实现的，通过调谐红外频率附近的电子跃迁。
2016-11-19 physics.atom-ph
Measurement of the binding energy of ultracold $^{87}$Rb$^{133}$Cs molecules using an offset-free optical frequency comb
本文报道了用基于差频产生技术的无偏置光学频率梳测量$^{87}$ Rb $^{133}$ Cs分子在振转基态的结合能。我们利用受激拉曼绝热通道（STIRAP）产生了绝对基态的分子，其转移效率为88%.通过测量我们的STIRAP激光器的绝对频率，我们找到了从初始弱束缚Feshbach态到振转基态的能级差，其分辨率为5 kHz，能级差超过114 THz;这使我们能够辨别基态的超精细分裂。结合Feshbach态结合能和基态超精细结构的理论模型，我们确定了零场结合能为$h\times114\,268\,135\,237(5)(50)$ kHz。据我们所知，这是迄今为止对分子离解能最精确的测定。
2016-05-27 physics.atom-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
High-Precision Spectroscopy with Counter-Propagating Femtosecond Pulses
提出了一种利用飞秒脉冲对向传输实现高精度直接频率梳谱的实验方法。利用一种简单的脉冲整形方法，有效地消除了影响超短脉冲精密光谱测量的多普勒展宽背景信号。结果表明，铷蒸气中所有四个5S-7S双光子跃迁的统计和系统不确定度均低于10 $^{-11}$，这比以前对这些跃迁的实验好一个数量级。
2013-06-18 physics.atom-ph
Measurement of excited-state transitions in cold calcium atoms by direct femtosecond frequency-comb spectroscopy
我们应用直接频率梳光谱，结合精密连续光谱，测量冷钙原子的${\rm 4s4p} ^3P_1 \to {\rm 4s5s} ^3S_1$跃迁频率。采用657 nm超稳连续激光器在窄（$γ\sim 400$ Hz）${\rm 4s^2} ^1S_0 \to {\rm 4s4p} ^3P_1$时钟跃迁上激发原子，并利用频率梳的直接输出将这些原子从${\rm 4s4p} ^3P_1$态激发到${\rm 4s5s} ^3S_1$态.第二阶段的共振是通过观察基态粒子数的减少来检测的，这是由于原子被光泵浦到亚稳的${\rm 4s4p} ^3P_{0,2}$态。测得的${\rm 4s4p} ^3P_1 \to {\rm 4s5s} ^3S_1$跃迁频率为$ν= 489 544 285 713(56)$ kHz;与先前测得的值相比，提高了近四个数量级。此外，我们证明了光谱的磁囚禁原子在${\rm 4s4p} ^3P_2$状态。
2007-01-16 physics.atom-ph
Spectrally resolved optical frequency comb from a self-referenced 5 GHz femtosecond laser
报道了一台重复频率为5GHz的钛宝石锁模飞秒激光器。微结构光纤中24 fs脉冲的光谱展宽产生倍频程跨越光谱，并允许发射的飞秒激光频率梳（FLFC）的自参考和主动稳定。5GHz FLFC的各个模式的解决与高分辨率光谱仪的基础上虚拟成像相控阵（VIPA）光谱色散。单梳状元件在微瓦级平均功率水平的隔离证明。高功率，频率稳定的5GHz激光器和它的许多模式的直接分辨率的组合将有利于直接频率梳光谱的应用。此外，这种稳定的FLFC应该作为一个有用的工具，直接模式傅立叶合成任意的光波形。
2007-07-03 physics.atom-ph physics.optics
Interrogation of caesium atoms in a fountain clock by a femtosecond laser microwave oscillator
铯喷泉钟是利用微波振荡器，从一个稳定的激光器，通过光纤激光器飞秒频率梳获得其频率稳定性。这种振荡器是基于光学时钟的技术开发，并取代了喷泉钟中常用的石英微波振荡器。其结果是，喷泉钟的频率不稳定性的显着降低，达到0.74E-14在100秒的平均时间。我们可以证明，对于一个显着的范围内检测到的原子数的不稳定性是有限的量子投影噪声，并为目前的状态，这个喷泉时钟的新的微波源不构成限制可实现的频率不稳定性。
2009-01-19 physics.atom-ph
Two-photon transitions driven by a combination of diode and femtosecond lasers
我们报告了连续半导体激光器和一列超短脉冲的联合作用，其中每一个都驱动了铷蒸气中5S-5 P-5D双光子跃迁的一步。训练。当连续激光频率在铷D_{2}线上扫描时，对于飞秒激光的固定重复率检测来自6 P_{3/2}状态的荧光。该方案允许在包括5个D_{3/2}和5个D_{5/2}状态的大光谱范围内的速度选择光谱学。结果很好地描述在一个简化的频域图片，考虑到每个速度群与连续激光和频率梳的单模的相互作用。
2012-07-17 physics.atom-ph physics.optics
XUV Frequency Combs via Femtosecond Enhancement Cavities
本文综述了基于飞秒增强腔高次谐波产生原理的桌面极紫外光源的研究现状。最近的发展使得能够在XUV中以高重复率（>50 MHz）产生高光子通量（1014光子/秒），并且跨越40 nm - 120 nm的光谱区域。这种性能水平使XUV频率梳能够实现精确光谱分析，并有望在XUV光谱和光电发射研究中得到进一步应用。我们讨论的操作理论和实验细节的fsEC和XUV生成的基础上HHG，包括当前的技术挑战，以增加这种类型的系统产生的光子通量和最大光子能量。这些来源的当前和未来的应用进行了讨论。
2012-06-02 physics.atom-ph physics.optics
Kilohertz-resolution spectroscopy of cold atoms with an optical frequency comb
我们已经进行了亚多普勒光谱上的冷钙原子的窄相互结合线使用的飞秒激光频率comb.Injection锁定的飞秒梳的657 nm的二极管激光器的放大输出允许两个制度的放大，一个在其中许多线的梳放大，和一个单一的线主要是放大。在两个制度中的激光器的输出被用来执行千赫兹级光谱。该实验证明了使用单个高精细光学参考腔在频率梳输出的整个频谱上进行高分辨率绝对频率光谱的潜力。
2006-05-03 physics.atom-ph
Diffractive imaging of a molecular rotational wavepacket with femtosecond Megaelectronvolt electron pulses
在自然飞秒时间尺度上以亚埃的空间精度成像分子几何形状的变化是化学科学中的关键挑战之一，因为核几何形状的变化决定了分子的反应性。对于光激发分子，核动力学决定了光能转换的路径和效率。我们进行了气相电子衍射实验，使用兆电子伏（MeV）电子，在那里我们捕获的旋转波包动力学的nondiffractionally激光对准的氮分子。我们实现了100 fs均方根（RMS）时间分辨率和亚埃（0.76埃）空间分辨率的前所未有的组合，这使得解决分子内原子核的位置成为可能。此外，衍射图案揭示了分子的角分布，其在300 fs内从扁长（对齐）变为扁扁（反对齐）。我们的研究结果表明，一个重要的和有前途的一步，使原子解决电影的分子反应。
2015-10-21 physics.atom-ph
Direct frequency-comb-driven Raman transitions in the terahertz range
我们演示了使用飞秒频率梳相干驱动太赫兹间隔原子能级之间的受激拉曼跃迁。更具体地说，我们解决了$3d~^2D_{3/2}$和$3d~^2D_{5/2}$精细结构水平的一个单一的捕获$^{40}$钙$^+$离子和光谱解析的过渡频率为$ν_D = 1{,}819{,}599{,}021{,}534 \pm 8$ Hz。所实现的精度比以前最好的拉曼光谱仪高出近五倍，目前受到我们的原子钟参考稳定性的限制。此外，根据频率梳的光谱特性可以完全预测频率梳驱动拉曼跃迁的布居动力学，并获得了对比度为99.3（6）%，相干时间为毫秒的Rabi振荡.重要的是，该技术可以很容易地推广到亚kHz到数十THz范围内的过渡，并且应该适用于驱动，例如，分子中的自旋分辨振转跃迁和高电荷离子中的超精细跃迁。
2018-06-19 physics.atom-ph quant-ph
Absolute frequency measurements and hyperfine structures of the molecular iodine transitions at 578 nm
我们报告的绝对频率测量的81超精细组件的分子碘在578 nm的振转跃迁使用的二次谐波产生的1156 nm的外腔二极管激光器和基于光纤的光学频率梳。测量的绝对频率的相对不确定度通常为$1.4\times10^{-11}$。通过将测量的超精细分裂拟合到包括电四极、自旋-转动、张量自旋-自旋和标量自旋-自旋相互作用的四项有效哈密顿量，得到了四个振转跃迁的精确超精细常数。所观察到的跃迁可以是578 nm处的良好频率参考，并且对于使用原子镱的研究特别有用，因为跃迁接近镱的$^{1}S_{0}-^{3}P_{0}$时钟跃迁。
2016-03-24 physics.atom-ph physics.optics
Optical frequency synthesis and measurement using fibre-based femtosecond lasers
我们报告了在1543 nm附近的电信窗口中的超精确和极其稳定的光频率的合成和测量。使用基于光纤的飞秒频率梳，我们已经将194 THz的光纤激光器相位稳定到344 THz的光学频率标准，从而将光学频率标准的特性转移到另一个光谱区域。相对于光频标，194 THz的合成频率被确定为在1 mHz以内，并且其分数频率不稳定性被测量为在1 s时小于2*10^{-15}，在8000 s后达到5*10^{-18}。我们还针对铯喷泉钟测量了合成频率：这里频率比较本身对不确定性的贡献小于4 mHz（2*10^{-17}）。我们的研究结果证实了基于光纤的频率梳技术的适用性，用于精确测量和频率合成，并通过使用光纤传输频率信息，使远距离比较的光学时钟。
2008-09-19 physics.atom-ph physics.optics
Absolute Frequency Measurements of the Hg^+ and Ca Optical Clock Transitions with a Femtosecond Laser
由飞秒锁模激光器和微结构光纤产生的频率梳用于相位相干测量Hg^+和Ca光学标准相对于SI秒的频率，如NIST所实现的。计算得到的跃迁频率分别为fHg =1 064 721 609 899 143（10）Hz和fCa =455 986 240 494 158（26）Hz。除了在这里展示的前所未有的精确度之外，这项工作是基于Hg^+和Ca标准的全光学原子钟的先驱。此外，当与以前的测量相结合时，我们发现这些原子频率在以下不确定性范围内没有时间变化：|（df_Ca/dt）/f_Ca| < 8 x 10^{-14}年^{-1}，|（df_Hg/dt）/f_Hg| < 30 x 10^{-14}年^{-1}。
2001-01-04 physics.atom-ph physics.optics
Femtosecond Spectroscopy with Vacuum Ultraviolet Pulse Pairs
我们结合不同的波长，从一个强烈的高次谐波源可变延迟在分裂镜干涉仪的焦点进行泵浦-探测实验的气相分子。我们报告的时间分辨率（<44 fs）和空间分布（4 μm × 12 μm）在该设备的焦点测量。我们证明了这种双色，高次谐波技术的实用性，通过时间分辨分子氢消除C2 H4激发到其吸收带在161 nm。
2011-01-31 physics.atom-ph physics.chem-ph
Extreme Nonlinear Optics in a Femtosecond Enhancement Cavity
高次谐波产生过程的本质是等离子体的产生和驱动激光脉冲的时空畸变。在驱动脉冲和气体介质被重复使用的高精细度腔内，这可能导致腔-等离子体系统的光学双稳态、腔内脉冲的累积自相位调制以及耦合到更高阶腔模式。我们提出了一个实验和理论研究，这些影响，并讨论了它们的影响功率缩放腔内高次谐波产生和极紫外频率梳。
2011-10-02 physics.atom-ph physics.optics
Precise Control of Molecular Dynamics with a Femtosecond Frequency Comb - A Weak Field Route to Strong Field Coherent Control
我们提出了一个通用的和高效的计划，用于执行窄带拉曼分子振动能级之间的跃迁，使用一个相干训练的弱泵浦-转储对整形超短脉冲。弱脉冲的使用允许在微扰状态中的相干控制的框架内进行分析描述，而许多脉冲对的相干积累使得能够实现具有高光谱选择性的接近1的传输效率，从而形成泵-给出了频率梳的概念，并通过动力学仿真验证了其可行性和鲁棒性在Rb $_2$中。我们考虑应用这一概念形成稳定的，深绑定，超冷分子。
2006-09-05 physics.atm-clus physics.atom-ph physics.optics
Impact of Decoherence on Internal State Cooling using Optical Frequency Combs
我们讨论了飞秒拉曼型技术来控制分子的振动，这可以实现内部状态冷却从Feshbach状态与使用光学频率梳调制和不调制。该技术利用梳状结构中的光频诱导的多个双光子共振，为我们研究超冷温度下的分子动力学细节提供了一个有用的工具。在我们的理论模型中，我们考虑了退相干的形式自发发射和碰撞退相，以确定一个准确的模型中的三能级系统的人口转移。分析了光学频率梳的奇、偶啁啾对布居转移的影响。我们比较了这些啁啾的影响与标准的光学频率梳的结果，看看他们是否增加人口转移到最终的深束缚态的存在下的退相干。我们还分析了固有的相位关系，由于在每个状态的分子之间的碰撞退相发生。这种用光学频率梳控制分子振转态的能力使我们能够从Feshbach态产生深度结合的超冷极性分子。
2012-08-16 physics.atom-ph quant-ph
Electric Field Measurement of Femtosecond Time-Resolved Four-Wave Mixing Signals in Molecules
报道了一个测量二氧化碳分子中三阶非线性相互作用产生的飞秒电场的实验。利用飞秒近红外激光脉冲的简并四波混频，结合TADPOLE的超弱飞秒脉冲测量技术，在时域上测量了相互作用脉冲之间不同时间延迟的非线性信号电场。发现从所发射的非线性信号的时间相位提取的啁啾敏感地依赖于对非线性响应的电子和旋转贡献。虽然旋转贡献导致接近输入脉冲的啁啾的非线性信号啁啾，但电子贡献导致随时间延迟而变化的显著更高的啁啾。我们的工作表明，电场分辨非线性光谱提供了详细的信息，在超快时间尺度上的非线性相互作用。
2022-07-14 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.optics
Tapered semiconductor amplifiers for optical frequency combs in the near infrared
利用飞秒光学频率梳在780 nm处对锥形半导体放大器进行注入种子。当输入脉冲展宽到皮秒范围时，在平均输入功率为1 mW（20 mW）时，获得了超过17 dB（12 dB）的能量增益。在光子光纤中产生的超连续谱光的光谱窗口也被放大。干涉测量表明，输入和放大的梳状元件之间的外差拍的亚赫兹线宽，产生放大下没有检测到的相位噪声退化。这些放大器可用于提高用于确定载波-包络偏移频率的f-to-2f干涉仪中的红外功率，对于稳定倍频程飞秒激光器和其他红外功率非常有限的超连续谱光源具有明显的优势。
2006-02-15 physics.atom-ph physics.optics
XUV frequency comb operation in an astigmatism-compensated enhancement cavity
我们开发了一种极紫外（XUV）频率梳，用于对高电荷离子（HCI）中的许多XUV跃迁进行超高精度光谱分析。来自100 MHz相位稳定的近红外频率梳的飞秒脉冲被放大，然后被馈送到超高真空室内的飞秒增强腔（fsEC）中。低色散fsEC相干叠加几百个入射脉冲，并与一个单一的圆柱形光学元件，完全补偿像散在$w_0=15μ$ m腰腔焦点。在那里安装气体射流，强度达到$\sim10^{14}$ W/cm $^2$以100 MHz速率产生具有梳状谱的相干高次谐波。我们从第7次到第35次（42 eV; 30 nm）耦合出fsEC谐波，用于即将进行的HCI频率计量实验。
2020-11-23 physics.atom-ph physics.optics
A combined experimental and theoretical study on realizing and using laser controlled torsion of molecules
研究了强激光脉冲作用下3，5-二氟-3 '，5'-二溴联苯（DFDBrBPh）分子的扭转运动。纳秒激光脉冲在空间上对齐立体碳-碳（C-C）键轴，允许垂直偏振的强飞秒脉冲引发伴随着围绕固定轴的旋转的扭转运动。我们通过飞秒时间分辨库仑爆炸成像来监测诱导运动。我们的理论分析证实了实验结果，并在此基础上讨论了激光诱导扭转的未来应用，即，基于扭转分子的去消旋化和激光控制分子结的时间分辨研究。
2009-03-25 physics.atom-ph physics.chem-ph
Coherent control of bond making: The performance of rationally phase-shaped femtosecond laser pulses
光诱导二元反应相干控制的第一步是成键或光缔合。我们最近已经证明了在热镁原子的多光子飞秒光缔合中的键形成的相干控制，使用线性啁啾脉冲[Levin等人，arXiv：1411.1542]。通过正啁啾脉冲增强了光缔合镁二聚体的检测产率，这在理论上可以通过纯化和啁啾依赖的拉曼跃迁的组合来解释。通过脉冲优化可以进一步提高产量，从而产生具有有效线性啁啾和子脉冲结构的脉冲，其中后者允许利用振动相干性。在这里，我们系统地探讨了效率的相位整形脉冲的相干控制键的制作，采用参数化的频谱相位的形式的余弦函数。我们发现了一个数量级的产量相比，未成形的变换限制脉冲的增强。高性能脉冲全部显示总体时间上增加的瞬时频率，并且由若干重叠的子脉冲组成。前两个子脉冲之间的时间延迟几乎完全符合产生的中间波包的振动频率。这些发现与啁啾相关的拉曼跃迁和利用振动动力学作为潜在的控制机制是一致的。
2015-05-19 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Time-resolved dual-comb spectroscopy with a single electro-optic modulator
时间分辨近红外吸收光谱的单一的不可重复的瞬态事件进行高光谱分辨率与双梳干涉仪使用连续波激光器，其次是一个单一的电光振幅调制器。通过共享高速电气/光学组件，我们的光谱仪大大简化了双梳光谱的实施，并提供了高互相干时间，测量值高达50秒，无需任何主动稳定系统和/或数据处理。在我们的实验演示中，可以重新配置的时间分辨率短至100微秒。对于36 GHz的跨度，平均信噪比为80，在100 MHz的光谱分辨率和100微秒的测量时间，使转振线的参数，包括强度或浓度的精确测定。
2021-05-13 physics.app-ph physics.atom-ph physics.chem-ph
