Nonlinear magneto-optical rotation of frequency-modulated light resonant with a low-J transition
本文提出了一种低光功率下的J=1-> J '= 0跃迁的调频光非线性磁旋光理论。该理论是为无多普勒过渡，然后修改，以占多普勒展宽和速度混合由于碰撞。理论结果与铷D1线的实验数据定性一致。
2003-10-29 physics.atom-ph
Nonlinear magneto-optical rotation with frequency-modulated light
一个磁力技术证明，可能是适合于精确测量的领域，从亚微高斯级以上的地球场。它是基于共振非线性磁光旋转所造成的原子包含在一个汽室与抗弛豫壁涂层。线性偏振的调频激光用于光泵浦和探测。如果在调制频率的第一谐波处测量时间相关的旋光度，则在接近零的磁场处以及在拉莫尔频率与光调制频率的一半一致的场处观察到超窄（~几Hz）共振。在优化后，该技术的灵敏度预计将超过10^{-11} G/sqrt{Hz}。
2002-01-11 physics.atom-ph
Detection of radio frequency magnetic fields using nonlinear magneto-optical rotation
本文介绍了一种用于探测高频小磁场的室温碱金属原子磁力计。磁力计通过检测由于在存在小振荡磁场的情况下对准的基态的进动而引起的旋光来操作。通过调谐偏置磁场，可以将磁力计的谐振频率调节到任何期望值。我们证明了$100\thinspace{\rm pG/\sqrt{Hz}\thinspace(RMS)}$在直径为3.5 cm的石蜡包被细胞中的灵敏度。基于在光子散粒噪声极限下的探测，我们设计了$20\thinspace{\rm pG/\sqrt{Hz}\thinspace(RMS)}$的灵敏度。
2006-09-22 physics.atom-ph
Light-induced polarization effects in atoms with partially resolved hyperfine structure and applications to absorption, fluorescence, and nonlinear magneto-optical rotation
通过研究基本的光抽运机制以及吸收和荧光测量，从理论上研究了原子极化的产生和检测，并确定了这些过程对基态和激发态超精细分裂大小的依赖性。这种依赖性的后果进行了更详细的研究的情况下，非线性磁光旋转的法拉第几何形状（需要创建和检测的基态中的秩2极化的效果）与碱金属原子。给出了各种实验条件下旋光信号的解析公式。
2009-10-05 physics.atom-ph
Nonlinear magneto-optical rotation with parametric resonance
本文报道了在调制磁场和连续波（CW）激光照射下铷蒸气的非线性磁光旋转（NMOR）现象。通过叠加调制和静态（DC）磁场，我们证明了在小和大（相比于基态弛豫率）值的静态场的共振的外观。由于在传统的NMOR中，在高场下没有旋转，这表明存在一种新的机制，在所考虑的情况下产生各向异性，我们确定为参数共振。实验中使用的光的小椭圆度和旋转信号显着增强相结合的原子诱导的偏振旋转与被动旋转与波片。所有的观察都得到了理论模拟的支持。密度矩阵形式主义和角动量概率表面被用来提供直观的解释所观察到的信号。
2019-07-29 physics.atom-ph
Giant Kerr nonlinearities and magneto-optical rotations in a Rydberg-atom gas via double electromagnetically induced transparency
研究了具有两个正交偏振分量的探测激光场在具有反Y型能级组态的冷里德伯原子气体中通过双电磁感应透明（EIT）传输时的克尔效应和磁光效应。通过超越平均场近似和基态近似的方法，我们对三阶非线性光学系数进行了详细的计算，并表明该系统具有由Rydberg-Rydberg相互作用贡献的巨大的非局域自非线性和交叉Kerr非线性.对~（85）Rb原子气体的交叉克尔非线性效应的理论计算结果与最近报道的实验结果非常接近。此外，我们还证明了探测光场可以通过双EIT获得很大的磁旋光，这可以用来设计高精度的原子磁力计。这些结果不仅对非局域非线性磁光的发展具有重要意义，而且在基于里德伯原子气体的精密测量、光学信息处理和传输等方面具有重要的应用前景。
2021-04-22 physics.atom-ph
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
All-optical atomic magnetometers based on nonlinear magneto-optical rotation with amplitude modulated light
我们展示了一种基于非线性磁光旋转的磁测量技术，使用振幅调制光。磁力计可以在开环（具有振幅调制光的典型非线性磁光旋转）或闭环（自振荡）模式下操作。后一种模式特别适合于磁场在相对较短的时间尺度内大量变化的情况。
2011-08-22 physics.atom-ph physics.optics
Magnetometry Based on Nonlinear Magneto-Optical Rotation with Amplitude-Modulated Light
报道了一种基于非线性磁光旋转效应的全光磁测量技术。该方法能够在宽动态范围内进行灵敏的磁场测量。我们证明了$4.3\times10^{-9}$ G/ $\sqrt{\text{Hz}}$在10 mG和磁场跟踪范围为40 mG的灵敏度。讨论了该方法灵敏度的基本限制和决定磁强计当前性能的因素。
2007-12-11 physics.atom-ph physics.optics
A non-scanning atomic magnetometer based on coherent population trapping
本文介绍了一种基于相干布居俘获（CPT）的原子磁力计的工作原理，它不需要任何射频扫描。采用一种混合的方法，包括偏振旋转和定制的传输由于CPT状态，同时作为原子频标以及原子磁力计的设备的操作进行了研究。通过利用磁场辅助同步射频扫描的固有选项，可以进一步提高磁力计灵敏度。
2013-03-22 physics.atom-ph
Sub-millikelvin dipolar molecules in a radio-frequency magneto-optical trap
我们证明了一个计划的磁光捕获一氟化锶（SrF）分子的温度低一个数量级和相空间密度的三个数量级高于以前获得的激光冷却的分子。在我们的陷阱中，光学暗态是不稳定的快速和同步逆转的捕获激光偏振和施加的磁场梯度。分子的数量和陷阱的寿命也显着改善，从以前的工作，通过加载高激光功率的陷阱，然后降低长期捕获的功率。通过该过程，可实现低至400 $μ$ K的温度。
2015-11-03 physics.atom-ph
Nonlinear magneto-optical rotation with frequency-modulated light in the geophysical field range
最近的工作研究共振非线性磁光旋转（NMOR）相关的长寿命（$τ\ts{rel} \sim 1 {\rm s}$）基态原子相干性已经证明了潜在的磁力灵敏度超过$10^{-11} {\rm G/\sqrt{Hz}}$小（$\lesssim 1 {\rm μG}$）磁场。在目前的工作中，NMOR使用调频光（FM NMOR）的制度中的纵向磁场是在地球物理范围（$\sim 500 {\rm mG}$），特别感兴趣的许多应用程序进行了研究。在这种情况下，由于非线性塞曼效应的FM NMOR共振分裂观察。在足够高的光强度，也有一个分裂的FM NMOR共振由于交流斯塔克位移诱导的光场，以及证据的取向转换类型的过程。这些影响的后果FM-NMOR为基础的原子磁力在地球物理场范围内被认为是。
2006-02-15 physics.atom-ph
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
Nonlinear Magneto-Optical Rotation with Amplitude-Modulated Light: AMOR
提出了一种利用振幅调制光实现非线性磁光旋转的新技术。该技术是调频光技术的一种替代方案，可应用于从微高斯到地磁场水平的磁场的灵敏测量。旋转信号表现出非平凡的功能，如狭窄的非洛伦兹线形和多组分共振。
2005-10-23 physics.atom-ph physics.optics
Detection of NMR signals with a radio-frequency atomic magnetometer
我们演示了质子NMR信号的检测与射频原子磁力计调谐到62 kHz的NMR频率。原子磁力计的高频操作使其对环境磁场噪声相对不敏感。我们获得了7 fT/Hz的磁场灵敏度$^{1/2}$仅使用薄铝屏蔽。我们还推导出一个表达式的基本灵敏度限制的表面感应拾波线圈作为频率的函数，并发现原子射频磁强计本质上是更敏感的比线圈的可比大小的频率低于约50 MHz。
2006-11-06 physics.atom-ph physics.chem-ph
Electromagnetic induction imaging with a scanning radio-frequency atomic magnetometer
我们展示了电磁感应成像与无屏蔽，便携式射频原子磁力仪扫描的目标对象。该配置满足从安全筛选到医学成像的典型应用中的标准要求。磁力计在物体上扫描的能力依赖于传感器头的小型化和环境磁场的主动补偿。此外，实施一种程序以从所记录的空间相关磁共振中提取高质量图像。该程序被证明是有效的抑制磁环境的空间变化的不利影响。
2021-06-08 physics.atom-ph quant-ph
Sensitive optical atomic magnetometer based on nonlinear magneto-optical rotation
为了实现磁异常的航空探测，研制了一种基于非线性磁光旋转的87 Rb调幅泵浦光和未调制探测光（AM-NMOR）自振荡磁力仪。在AM-NMOR中，通过泵浦光束的振幅调制的频闪光学泵浦产生铷原子的基态电子态的对准。拉莫尔旋进导致单独的探测光束的偏振的交流旋转;偏振旋转频率提供了磁场的测量。原子蒸气室壁上的抗弛豫涂层导致对准的56 ms的长寿命，这使得能够精确测量进动频率。光通过保偏光纤传送到磁力计。灵敏度测试包括直接测量磁力计和商用仪器之间的拍频，以及在磁静条件下测量地球磁场，表明灵敏度至少为5 pT/ \sqrt{Hz}。旋转传感器指示小于1 nT的航向误差，其部分受到传感器的剩磁的限制。
2010-03-07 physics.atom-ph physics.ins-det
Electromagnetic induction imaging with a radio-frequency atomic magnetometer
我们报告了一个紧凑的，可调的，可扩展到大阵列成像设备，基于射频光泵原子磁力计磁感应断层扫描模式。导电物体的成像在室温下、在无屏蔽的环境中并且在没有背景减除的情况下执行。目标物体的电导率图不仅在形状重建方面表现出优异的性能，而且还展示了亚毫米级裂纹和导电屏障渗透的检测。这里介绍的结果表明，未来一代的成像仪器，结合磁感应断层扫描和原子磁力计的无与伦比的性能的潜力。
2016-03-10 physics.atom-ph physics.ins-det
Magneto-optical rotation of spectrally impure fields and its nonlinear dependence on optical density
本文计算了光谱不纯场在光学厚冷原子介质中的磁光响应。我们表明，光谱杂质导致的非线性依赖的旋转角的光密度。利用我们的计算，对G. Labeyrie等人[Phys.Rev.A64，033402（2001）]使用冷Rb $^{85}$原子。
2003-02-11 physics.atom-ph physics.optics
Eddy current imaging with an atomic radio-frequency magnetometer
我们使用一个射频$^{85}$ Rb碱蒸汽细胞磁强计的基础上，石蜡涂层的细胞与长的自旋相干时间和一个小的，低电感的驱动线圈，以创建不同对象的高分辨率电导率地图。我们解决了导电物体中的亚毫米特征，我们表征了我们技术的频率响应，通过在高达250 kHz的频率下工作，我们能够根据感应响应区分不同的导电材料。该方法适用于覆盖宽范围的驱动频率，并且可以潜在地用于检测具有低DC电导率的非金属物体。
2016-03-16 physics.atom-ph physics.ins-det
Vector Measurements Using Integrated Radio Frequency Atomic Magnetometers
George Mason University（乔治梅森大学）；Twinleaf LLC（双叶有限责任公司）
本文利用一对正交偏置的集成射频原子磁力计实现三维射频磁场矢量重建，识别相位模糊死区，并在无屏蔽环境中验证了高精度重建，为便携式定向传感奠定基础。
2026-09-22 physics.app-ph physics.atom-ph
Nonlinear Magneto-Optical Rotation of Elliptically Polarized Light
我们从理论上预言并实验上证明了椭圆偏振光在相干原子介质中传播时的非线性磁光旋转与椭圆度有关。我们发现，这种效果的结果从一个十六极和高阶动量的原子的相干性，并与克尔和高阶非线性的增强伴随着抑制其他线性和非线性极化率项的介质。这些非线性可能对量子信号处理有用。特别地，我们报告了与Rb 87的5 S_{1/2} F=2 -> 5 P_{1/2} F=1跃迁共振的椭圆偏振光的偏振旋转增强的观察。
2002-10-30 physics.atom-ph physics.optics
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
Magneto-optical polarization rotation in a ladder-type atomic system for tunable offset locking
利用磁场和圆偏振驱动场在热铷原子蒸气中诱导的偏振旋转，提出了一种稳定双光子阶梯跃迁上两束激光频率和的可调谐锁定方案.双光子偏移频率的可调谐性是由于外场中磁态的强烈分裂和移动。在我们的实验装置中，我们实现了高达700 MHz的双光子失谐。
2016-04-24 physics.atom-ph physics.optics
Chopped nonlinear magneto-optic rotation: a technique for precision measurements
我们发展了一种利用非线性磁光旋转（NMOR）精确测量小磁场的技术。该技术依赖于被截断的共振激光束。在接通时间期间，原子被光学泵浦到对准的基态（$Δm=2$相干性）。在关闭时间期间，它们以拉莫尔频率围绕磁场自由进动。如果开关调制频率与拉莫尔进动频率匹配（两倍），则在每个周期中共振地增强旋转，从而使该过程类似于拉莫尔频率的重复拉姆齐测量。我们在石蜡包被的铯蒸气室中研究了切碎的NMOR。异相解调的旋转示出了线宽为85 $μ$ G的洛伦兹峰，对应于0.15 nG/$\sqrt{\rm Hz}$的灵敏度。我们讨论了这种技术用于测量原子电偶极矩的潜力。
2011-03-07 physics.atom-ph physics.optics
Transient dynamics of nonlinear magneto-optical rotation in the presence of transverse magnetic field
研究了非平衡条件下的非线性磁光旋转效应。在静态横向磁场存在的情况下，观察到线偏振光穿过铷蒸气室时的偏振旋转与随时间变化的（扫频）纵向磁场的关系。横向场的存在改变了观测信号的特征。特别地，对于较弱的横向场，场扫描导致偏振旋转在过零点时的双谐振荡。与稳态不同的是，发现在瞬态信号中观察到的两个频率振荡与横向场方向无关。对于较强的横向磁场，振荡恶化，最终达到无振荡的动态信号，具有明显的最小值接近零场时，观察到的情况。实验结果与理论分析的基础上的密度矩阵形式主义的支持。分析证实了实验结果的所有功能，同时提供了一个直观的解释所观察到的行为的基础上的角动量概率表面用于密度矩阵可视化。
2019-04-18 physics.atom-ph physics.optics
Pump-probe nonlinear magneto-optical rotation with frequency modulated light
塞曼子能级之间的特定类型的原子相干性可以使用基于频率调制光的非线性磁光旋转的方法来产生和检测。采用线性偏振的频率调制光来选择性地产生塞曼子能级之间的基态相干性，对于塞曼子能级，在$^{85}$ Rb和$^{87}$ Rb原子中的$Δm=2$和$Δm=4$，以及在$^{85}$ Rb中的另外的$Δm=6$。用一束单独的、未经调制的探测光束探测原子相干态。抽运光束和探测光束的分离使得能够独立地研究原子相干态的产生和检测过程。用本方法观察到了塞曼相干态（包括高阶相干态）通过自发发射从激发态向基态的转移。
2006-03-06 physics.atom-ph physics.optics
Nonlinear Magneto-Optical Rotation in Rubidium Vapor Excited with Blue Light
本文对铷原子蒸气在$5^2\!S_{1/2}\rightarrow 6^2\!P_{1/2}$吸收线（421 nm）共振光激发下的非线性磁光旋转（NMOR）进行了实验和数值研究。与迄今为止在强$D_1$或$D_2$线上进行的实验相反，在这种情况下，激发态$6^2\!P_{1/2}$的自发衰变可能经由多个中间态发生，从而影响NMOR的动力学、幅度和其他特性。将实验结果与基于Auzinsh等人的建模结果进行比较，Phys. Rev. A 80，1（2009），我们证明，尽管结构的复杂性，NMOR可以充分描述的模型，其中只使用一个单一的激发态弛豫速率。
2015-07-01 physics.atom-ph physics.optics
Non-linear magneto-optic and self polarization rotation by superposition of states
我们报道了在原子样品中建立不同超精细态的相干叠加时，磁光旋转增强的观测结果。双光子拉曼共振条件附近的偏振旋转似乎有一个类似的特性，在一个单光子共振附近观察到的良好建立的法拉第旋转，但它包含了尖锐的功能所产生的相干布居捕获状态。双光子旋转信号的轮廓表现出有趣的功能略有不平衡的圆偏振分量的激光场，以及对和远离单光子共振。该研究可用于探讨相干布居俘获产生的叠加态对旋光性的影响。一个完整的密度矩阵为基础的数值模拟，始终捕捉所有相关的功能的实验。
2012-04-13 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Magneto-optical properties of paramagnetic superrotors
研究了顺磁分子超转子在外加磁场中的动力学行为。光学离心机被用来创造超高旋转状态的氧分子的密集系综。首次证明了旋转分子气体在磁场作用下具有光学双折射。所发现的“磁旋转双折射”效应表明分子轴沿磁场方向优先排列。我们提供了一个直观的定性模型，其中施加的磁场对分子取向的影响是通过自旋-旋转耦合介导的。这个模型是支持的分子轴的分布，演示的旋转拉曼信号的磁反转的直接成像，并通过数值计算。
2015-06-09 physics.atom-ph quant-ph
Magnetic Induction Imaging with a cold-atom radio-frequency magnetometer
静态或射频\textsc{(rf)}磁场的灵敏检测对于许多基础研究和应用是必不可少的。在这里，我们演示了操作的冷原子为基础的，\textsc{rf}磁强计在执行{1-D和2-D成像}的小金属物体。它是基于一个冷的$^{85}$ Rb原子样品，并在一个无屏蔽的环境中工作，没有活跃的领域稳定。它在$5-35\, \rm{kHz}$范围带宽内显示出高达$200\, \rm{pT}/\sqrt{\rm Hz}$的灵敏度，并且可以在$0.8\, \rm{mm}$厚金属箔中分辨宽的切割$0.4\, \rm{mm}$。我们的系统的特点，使其成为一个很好的候选人在民用和工业监控的应用。
2020-10-09 physics.app-ph physics.atom-ph physics.ins-det
