All-optical magnetometry for NMR detection in a micro-Tesla field and unshielded environment
一个全光学原子磁力仪被用来检测质子自由旋进信号从水样品极化在0.7 T的领域和远程分析在4 $μT$领域。核自旋可以通过$π/2$脉冲或非绝热旋转来操纵。磁力计在室温、无屏蔽环境中工作，并具有用于差分测量的双通道传感器。
2009-09-08 physics.atom-ph physics.ins-det
Wide range and highly sensitive atomic magnetometry with Rb vapor
我们已经发展了一种技术，其中Rb原子对弱磁场的响应是高的，并且线偏振激光束的有效旋转导致有效的磁力测量。用~（85）Rb同位素在内壁不涂石蜡的普通蒸汽室中进行了磁力测量。在蒸气室中，当原子序数密度约为10^9 cm-3时，观测到法拉第旋转的线性区域约为25微T。
2011-01-20 physics.atom-ph physics.optics
Resonant magneto-optic rotation for magnetometry using autonomous frequency stabilization
本文介绍了一种利用共振椭圆偏振光的高灵敏度原子磁力仪的工作原理。实验几何形状允许激光器的自主频率稳定，从而提供整个设备的紧凑操作。该方法基于极化检测简并二能级系统中零磁场共振的测量，初步灵敏度为<10 pT/Hz 1/2@1 Hz。
2014-12-12 physics.atom-ph physics.optics
Total-field atomic magnetometry using an elliptically-polarized frequency-modulated light beam for geomagnetic-field applications
Institute of Laser Physics SB RAS（俄罗斯科学院西伯利亚分院激光物理研究所）；Ioffe Institute RAS（俄罗斯科学院约费研究所）
本研究提出一种基于椭圆偏振频率调制光束的Bell-Bloom全光学方案，实现地磁场尺度高灵敏度总场测量，在50微特斯拉下灵敏度达220 fT/√Hz，且结构简单、易于小型化。
2026-10-07 physics.atom-ph
Vector magnetometry using electromagnetically induced transparency with $lin\perp lin$ polarization
利用探测光和抽运光在$^{87}Rb$ - $D_2$跃迁中的线性偏振态$\perp$线性（$lin \perp lin$）的电磁感应透明（EIT）研究了矢量磁强计。实验研究了EIT与量子化轴方向和外加电场极化方向的关系。我们已经证明，从$σ$和$π$ EIT峰的相对强度，可以找到磁场的方向，而且从$σ$和$π$ EIT峰之间的相对间隔，可以计算出磁场的强度。我们还证明了EIT峰值振幅的振荡行为取决于相对于磁场方向的激光偏振的取向。使用最大值和最小值的位置，可以计算磁场的方向。为了理解实验观察，理论研究已经做了数值考虑所有13塞曼子级。除了数值模型，玩具模型也被认为是获得考虑速度分布的介质的分析响应。在解析模型中明确推导了磁场方向和电场极化方向的依赖关系。此外，使用解析解计算磁场的方向。该研究为研制室温下的EIT原子矢量磁强计提供了参考。
2019-07-01 physics.atom-ph quant-ph
Structured-Light Magnetometry in a Coherently Controlled Atomic Medium
Indian Institute of Technology Ropar（印度技术学院罗帕尔分校）
本文提出利用结构光检测磁光旋转的方法，通过将偏振旋转映射到可直接观测的空间自由度，实现基于拓扑的空间读出磁力计。
2026-10-15 physics.atom-ph quant-ph
Sub-Shot-Noise Magnetometry with a Correlated Spin-Relaxation Dominated Alkali-Metal Vapor
自旋噪声对使用自旋极化原子蒸气的测量精度设置了基本限制，例如使用灵敏的原子磁力计进行的测量。自旋压缩提供了将测量精度扩展到非关联原子标准量子极限之外的可能性。与目前的理解相反，我们表明，即使在自旋弛豫的存在下，自旋压缩可以导致自旋噪声显着减少，因此增加了磁力灵敏度，在很长的测量时间。这种情况下，相关的自旋弛豫由于二元碱原子碰撞占主导地位的独立作用的退相干过程。
2007-10-08 physics.atom-ph
Symmetry-Breaking Zeeman-Coherence Parametric Wave Mixing Magnetometry
非线性磁光效应对现代社会产生了重大影响，其应用范围从地球磁场的精确测绘到生物磁传感。碰撞自旋交换效应的开创性工作已经导致了超高的磁场检测灵敏度在$fT/\sqrt{Hz}$的水平，使用一个单一的线性偏振探测光场。在这里，我们展示了一个非线性塞曼相干参数波混频光原子磁强计使用室温铷蒸汽，结果在超过三个数量级的光学信噪比（SNR）增强极弱的磁场传感。这一前所未有的增强是在激光功率降低近两个数量级的情况下实现的，同时保留了广泛使用的单探针光束光学原子磁力测量方法的灵敏度。这种新方法开辟了无数的应用，从生物磁成像到亚原子粒子磁特性的精确测量。
2016-09-02 physics.atom-ph physics.optics
Unambiguous Vector Magnetometry with Structured Light in Atomic Vapor
GSI Helmholtzzentrum f\"ur Schwerionenforschung GmbH, D-64291 Darmstadt, Germany
本文提出利用结构光实现无歧义矢量磁力计的设计，通过傅里叶分析吸收谱来表征任意取向的磁场。
2026-02-03 physics.atom-ph
Multi-parameter study of two-axis Hanle magnetometry on the Cs D$_1$ line
本研究通过实验与理论建模，系统分析了各参数对基于 Cs D$_1$ 跃迁的双轴 Hanle 磁强计信号特性的影响，利用偏振切换与信号相减获取零中心色散信号，并据此优化了磁强计性能。
2025-01-29 physics.atom-ph
Doppler-Enhanced Quantum Magnetometry with thermal Rydberg atoms
本研究利用室温热Rydberg原子结合量子干涉与多普勒频移，通过同向传播激光配置实现了对弱磁场响应的显著增强，为室温量子磁力测量提供了新平台。
2023-08-09 physics.atom-ph quant-ph
Depolarization of Spin-Polarized Hydrogen via Collisions with Chlorine Atoms at Ultrahigh Density
最近，超高密度（~10^{19}cm^{-3}）自旋极化氘（SPD）原子的生产被证明，从碘化氘的光解，但密度上限没有确定。在这里，我们目前的研究自旋极化氢（SPH）密度高达10^{20} cm^{-3}，通过光离解5巴的氯化氢与聚焦213 nm，150 ps的激光脉冲。我们提取了氢原子和氯原子碰撞的退极化截面为σ_{HCl} = 7（2）x 10^{-17} cm ^2，这是高密度区的主要退极化机制。我们讨论的条件下，可以达到的超快SPH和SPD密度，和潜在的应用超快磁力，激光离子加速，和测试极化核聚变。
2021-04-19 physics.atom-ph
Hyperpolarized xenon nuclear spins detected by optical atomic magnetometry
本文报道了一种基于调频光非线性磁光旋转（FM NMOR）的原子磁力仪，用于探测氙气的核磁化。用原子传感器（其对施加到样品上的0.45 G的引导场不敏感;传感器处的独立偏置场为$140 μ$ G）测量在检测装置远程制备的自旋交换极化氙样品（$1.7 $ cm $^3$，压力为$5 $ bar，天然同位素丰度，极化1%）的磁化。由氙样品在10 cm直径原子传感器上感应的$\sim 10 $ nG的平均磁场用信噪比$\sim 10$检测，受磁环境中的残余噪声限制。讨论了现代原子磁力仪作为核磁共振探测器和用于磁共振成像的可能性。原子磁力计似乎非常适合新兴的低场和远程检测磁共振应用。
2004-04-21 physics.atom-ph physics.chem-ph
Nonlinear magneto-optical rotation with modulated light in tilted magnetic fields
利用非线性磁光旋转（NMOR）技术研究反弛豫涂层细胞中激光偏振原子的拉莫尔旋进，是新一代超灵敏原子磁力计的一项重要技术。对于沿光传播方向定向的磁场，当线性偏振光以拉莫尔频率的两倍进行频率或振幅调制时，NMOR中出现共振。因为这些共振的频率取决于磁场的大小而不是方向，所以它们对于标量磁力测量是有用的。当磁场在由光传播和偏振矢量限定的平面中远离光传播方向倾斜时，在拉莫尔频率处出现新的NMOR共振。这些新的共振，实验研究和密度矩阵计算在本工作中，提供了一个方便的方法，基于NMOR矢量磁力。
2006-07-01 physics.atom-ph physics.optics
Ultra-sensitive magnetometry based on free precession of nuclear spins
我们讨论了一个非常灵敏的低场磁强计的设计和性能的基础上检测的自由自旋旋进的气体，核极化的3 He或129氦样品与SQUID作为磁通量探测器。该装置将被用来控制波动的磁场和梯度在一个新的实验寻找一个永久的电偶极矩的中子，以及在一个新型的3 He/129氦时钟比较实验，这应该是敏感的恒星变化的相对自旋进动频率。可测得特征自旋进动时间T_2达60小时。结合大于5000：1的信噪比，这导致在220 s的积分时间之后的灵敏度水平为deltaB= 1fT，并且在一天之后的灵敏度水平为deltaB= 10^（-4）fT。即使在该灵敏度范围内，磁力计性能在统计上也是有限的，并且磁力计固有的噪声源不是限制性的。原因是自由旋进的3 He（129 He）核自旋几乎完全与环境解耦。这使得这种类型的磁力计对于需要长期稳定性的精确磁场测量特别有吸引力。
2009-05-22 hep-ex physics.atom-ph physics.ins-det
Limits on Magnetically Induced Faraday Rotation from Polarized $^3$He Atoms
法拉第旋转已经成为一个强大的工具，在各种各样的物理应用。最重要的是，法拉第旋转可以用于精确的磁力测量。在这里，我们报告的第一次测量的旋磁法拉第旋转的密度，超极化$^3$他气体目标。理论计算预测由于自旋1/2粒子的磁化引起的线偏振光的旋转在10 $^{-7}$弧度的尺度上。为了使信号最大化，设计用于多通腔的$^3$ He靶与用于偏振测定的灵敏装置相结合，该灵敏装置可以检测10 $^{-8}$弧度量级的旋光度。虽然预期的结果是远远高于灵敏度为给定的实验条件下，没有观察到核自旋诱导的旋转。
2019-02-21 physics.atom-ph
EIT Spectroscopy of Rydberg Levels Dressed by Linearly Polarized RF fields: Complementary Angular Response for Two Types of Transition Ladders
University of Otago（奥塔哥大学）；University of Auckland（奥克兰大学）；University of Birmingham（伯明翰大学）
本研究通过EIT传感方案探讨了原子角动量量子化对光谱特征的影响，揭示了两种不同类型的原子角动量阶梯在射频场旋转下的不同光谱特性，包括中心EIT峰的有无，为Rydberg原子气体在量子计量电场表征中的应用提供了新见解。
2026-05-18 physics.atom-ph physics.ins-det quant-ph
Electromagnetically Induced Transparency (EIT) Amplitude Noise Spectroscopy
从Hanle配置中的原子蒸气室出射的光的偏振本征态的强度噪声互相关允许使用自由运行的半导体激光器执行高分辨率光谱。这种方法已经显示出作为一种廉价的，更简单的方法，磁力和计时的承诺，并作为一个探针的动力学的原子相干性在温暖的蒸汽细胞。我们报告说，不同的后细胞极化状态的基础上产生的强度噪声光谱，更完全地探测准备的原子状态。我们提出并测试的假设，所观察到的强度噪声可以解释在光场振幅本身的一个潜在的随机过程。理解光场振幅本身的这种随机过程提供了对EIT噪声的简单原子量子光学模型的新测试。
2018-06-04 physics.atom-ph physics.optics
Temporal and spatial interference in molecular above-threshold ionization with elliptically polarized fields
我们研究了双原子分子中的直接阈上电离，特别强调了非零椭圆率驱动场如何改变量子干涉。这种干扰可以是时间性的，即，与发生在不同时间或空间的电离事件有关，即，与分子中不同中心的电子发射有关。采用强场近似和鞍点方法，我们发现，在一般情况下，对于非零椭圆，将有一个模糊的时间和空间的干涉图案。前者的模糊是由垂直于主偏振轴的电子速度分量引起的，而空间干扰则是由于s-p混合或电离前因子的时间依赖性而被洗掉的。这两种类型的干扰进行了详细的分析，在电子轨迹，并提供了具体的条件下，发生尖锐的条纹。
2013-04-11 physics.atom-ph quant-ph
Chiral light-matter interactions in hot vapor cladded waveguides
近年来，人们对将碱蒸气与纳米光子结构（如纳米波导、谐振器和纳米天线）集成的兴趣越来越大。电磁场的纳米级限制可以引入纵向电场分量，从而产生圆偏振模式，其对于涉及蒸汽和光的各种应用是必不可少的，例如手性和非互易性。据此，我们已经设计，制造和表征了一个小型化的蒸气室，该蒸气室与被设计为产生特殊的圆形偏振的光波导集成。利用这一现象，我们证明了在不同的磁场的原子吸收签名的光谱位移，并在我们的原子包层波导向前和向后传播波之间的显着隔离。我们的研究结果铺平了道路，利用芯片级集成原子器件的应用，如光学隔离和高空间分辨率的磁强计。
2021-02-09 physics.atom-ph physics.optics
Frequency matching in light storage spectroscopy of atomic Raman transitions
本文研究了在双光子失谐量变化的情况下，光场驱动的双光子耦合系统中光在原子样品中的存储。在存在电磁感应透明（EIT）的情况下，通过动态地改变群速度来存储光并从样品中取回光。结果表明，在EIT透明窗口内，对于任意的双光子失谐，提取光脉冲的载波频率都与原子基态跃迁和控制场的双光子共振频率相匹配.本文从理论和实验两方面研究了这种非光谱滤波效应。它可以用于双光子共振的高速精密测量，例如在光学磁力测量中。
2009-10-06 physics.atom-ph physics.optics
Dynamical Jahn-Teller effects on the generation of electronic ring currents by circularly polarized light
本文研究了在电子振动耦合作用下，用圆偏振激光激发环状分子产生电子环电流的问题。支持环电流的电子态的$(E)$子集中的对称性不可避免的$(E\times e)$ Jahn-Teller失真混合了电子的顺时针和逆时针循环方向，并且与固定原子位置的Born-Oppenheimer极限相比，对于中等振动耦合强度，可以将最大可实现电流抑制至少一个数量级。发现电子的循环方向依赖于$(E\times e)$哈密顿量的谱区。这一事实导致了令人惊讶的效果，即激光脉冲的相同偏振方向可以根据光子的波长触发顺时针或逆时针电子动力学。这些发现都说明在一个模型的三嗪分子。
2021-05-21 physics.atom-ph physics.chem-ph
