Large negative and positive delay of optical pulses in coherently prepared dense Rb vapor with buffer gas
实验研究了在强耦合场存在下，光脉冲在$Λ$组态中通过热Rb蒸气时的群时延。我们证明，超慢脉冲传输转化为超光速传播的光的单光子失谐的增加，由于传输共振线型的变化。记录到的负群速度低至-c/10^6=-80 m/s。我们还发现，在超光速传播的制度的提前时间线性增长的激光场功率的增加。
2004-02-18 quant-ph
Generation of vortex-squeezed light in a coherently prepared medium
School of Physics, Beihang University（北京航空航天大学物理学院）
研究提出基于相干制备介质中拉曼散射过程产生涡旋光学压缩的替代方案，通过调整参数使控制场和信号场可压缩，且控制场压缩程度更大，还证明存在最佳压缩值，为连续变量涡旋光学压缩提供新参考及潜在应用。
2026-07-23 quant-ph
Resonant nonlinear optics in coherently prepared media: full analytic solutions
推导了基于共振原子蒸气电磁感应透明（EIT）或最大相干性的脉冲频率变换的解析解。特别是考虑到驱动场和相干损耗。的解决方案得到的帮助下的哈密顿方法，在绝热极限允许减少完整的麦克斯韦-布洛赫方程组简单的正则方程的哈密顿力学的字段变量。可以得到绝热运动积分，并导出场强时空演化的一般表达式。确定了最大转换效率的最佳条件，并讨论了驱动场和相干耗尽极限下非线性转换的物理机制。
2002-06-25 quant-ph
Absorption with inversion and amplification without inversion in a coherently prepared V - system: a dressed state approach
研究了相干制备的封闭V型三能级系统中粒子数反转的光诱导吸收和无粒子数反转的光放大。本研究是从一个两个颜色的着装状态的基础上进行的。这两个过程都是可能的，因为原子的相干性和量子干涉与简单的直觉预测相反。仅仅根据物理基础，人们会期望一个与放大互补的过程，而不需要反转。我们认为，在本研究中使用的修饰态图片中发现的粒子数反转存在的吸收，构成了这样一个过程。新的近似解析时间依赖性的解决方案，凝聚力和人口，并与充分的数值解表现出良好的协议进行比较。还计算了稳态量，并导出了系统在修饰态表示中表现出吸收和增益（有和无反转）的条件。研究发现，在一定的系统参数范围内，对于弱探测光场，可以发生反转吸收和无反转放大。
1998-07-05 quant-ph
Continuous variable entanglement with orbital angular momentum multiplexing in coherently prepared media
针对涡旋光纠缠研究多聚焦离散变量系统的问题，本文提出相干制备介质中基于拉曼散射的连续变量涡旋光纠缠理论框架，通过数值模拟确定最优条件，为多量子领域应用提供参考。
2025-07-05 quant-ph
Coherently induced quantum correlation in a delayed-choice scheme
本文提出一种利用泊松分布相干光子激发偏振-路径关联的相干性操纵方法，通过线性光学和门控外差检测技术，以确定性方式理解非局域量子特性。
2023-07-30 quant-ph
Propagation of optical vector vortices of slow light in a coherently prepared tripod configuration
Institute of Theoretical Physics and Astronomy, Vilnius University（维尔纽斯大学理论与天体物理研究所）；Laser Research Center, Vilnius University（维尔纽斯大学激光研究中心）；Département Physique, Faculté des Sciences, Aix-Marseille Université（艾克斯-马赛大学理学院物理系）；Baltic Institute of Advanced Technology（波罗的海高级技术研究所）
研究慢光光学矢量涡流在四能级三线原子系统中的传播，揭示涡流OAM与介质相互作用及动态各向异性对慢光涡流强度和偏振的影响。
2026-03-24 quant-ph
Spin-orbit coupling of optical vector vortices in coherently prepared media
Institute of Theoretical Physics and Astronomy, Vilnius University（维尔纽斯大学理论物理与天文研究所）；Laser Research Center, Vilnius University（维尔纽斯大学激光研究中心）；Département Physique, Faculté des Sciences, Aix-Marseille Université（艾克斯-马赛大学理学院物理系）；Baltic Institute of Advanced Technology（波罗的海高级技术研究所）
研究光矢量涡流在相干制备原子介质中的传播，展示介质继承涡流拓扑结构，将OAM映射为原子相干，产生花瓣状强度分布，并诱导光学各向异性，导致自旋-轨道耦合。
2025-11-21 quant-ph
Transfer of optical vortices in coherently prepared media
研究了具有轨道角动量的激光脉冲在冷原子云中的光涡旋转移，冷原子云的原子-光耦合为$Λ$组态。原子最初是在较低能级的相干叠加中制备的，从而形成所谓的相介质。如果一个单独的涡旋光束最初作用在$Λ$方案的一个跃迁上，则随后产生具有与入射涡旋光束相同的涡旋度的额外激光束。入射探测光束的吸收主要发生在吸收长度内的原子介质的开始处。当探测光束传播到介质中更深的地方，原子被转移到它们的暗态时，损失消失了。该方法被扩展到一个三脚架原子光耦合方案和一个更一般的$n+1$级计划包含$n$基态和一个激发态，允许创建多个扭曲的光束。我们还分析了在$Λ$方案中使用两个初始涡旋光束的叠加产生复合光学涡旋，并研究了这种复合涡旋的无损传输。
2019-03-18 quant-ph
Pulse analysis by delayed absorption from a coherently excited atom
在本教程中，我们简要回顾了阿秒脉冲表征技术，并对最近提出的称为延迟吸收脉冲分析（PANDA）的方法进行了教学说明[Pabst and Dahlström，Phys. Rev. A，94，13411（2016）]。我们讨论了在碱金属原子中使用主量子数波包或自旋轨道波包实现PANDA的可能性。PANDA方法的主要优点是，它可以用作脉冲表征方法，不受原子延迟效应的影响，例如散射相移和长寿命原子共振。最后，我们建议，结合PANDA方法与角分辨光电子探测应允许实验测量阿秒延迟的光电离从约束波包的顺序上的几十阿秒。
2018-11-22 physics.atom-ph quant-ph
Pulse pair generation from coherently prepared atomic ensembles
本文详细研究了冷原子系综中相干光栅读出过程中脉冲对的产生。的脉冲形状和分裂的两个脉冲之间的检索的能量作为两个读取字段的相对强度的函数进行了研究，并观察到一个最小值的总检索的能量。我们介绍了一个简化的分析理论的过程中，考虑一个三能级原子系统，它解释了所有最引人注目的实验功能。
2010-08-03 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Quantum nonlinear cavity QED with coherently prepared atoms
本文提出了一种研究多原子CQED系统的量子非线性和观察多光子跃迁的方法。我们发现，通过对CQED系统中的单光子和双光子激发同时产生相消量子干涉，可以观察到CQED系统中高阶梯形态的直接三光子激发.我们报道了一个实验，冷Rb原子被限制在一个光学腔中，并证明了这种干涉控制的多光子激发的CQED系统。所观察到的CQED梯形态的非线性激发与基于CQED系统的完全量子化处理的理论分析一致，但与CQED系统的半经典分析不一致。因此，它代表了第一次直接观察到的量子性质的多原子CQED系统，并开辟了新的途径来探索量子非线性及其应用在量子光学系统中，其中多个吸收器/发射器与光子耦合的限制腔结构。
2015-07-06 physics.optics quant-ph
Coherently excited nonlocal quantum features using polarization-frequency correlation via a quantum eraser
从量子力学的波粒二象性的观点出发，不变性是理解量子力学神秘特性的一个基本概念。不可逆性的基本物理学在于单个光子通过希尔伯特空间中的正交基的量子叠加。在这里，一个纯粹的相干性的方法被应用到非本地相关使用相干光子操作的偏振频率相关。为此，波混频和外差探测技术被应用于量子擦除器的延迟选择实验，使用相干光子选择性地选择纠缠光子对类不可分张量，否则导致典型的经典束缚，非局域可见度为50%。因此，非定域关联的神秘量子特征现在被连贯地理解，并可能打开宏观量子信息处理的大门。
2022-06-09 quant-ph
Multi-mode quantum correlation generated from an unbalanced SU(1,1) interferometer using ultra-short laser pulses as pump
本文理论研究了超短脉冲泵浦的非平衡SU(1,1)干涉仪产生的多模量子关联，解析推导了协方差矩阵，发现给定模式与5个其他模式最大关联，并比较了两种相干合并方案，为量子信息技术提供理论描述。
2023-09-05 quant-ph
Phase-controlled coherent photons for the quantum correlations in a delayed-choice quantum eraser scheme
本文提出利用四分之一波片诱导相移实现相干控制量子擦除间高阶强度乘积的相位量子化，给出了类德布罗意波量子特性和非局域量子关联的理论解，以进一步讨论量子力学。
2023-10-20 quant-ph
A Variant and Explanation of the Delayed Choice Experiment
在这项工作中，我们提出了一个显着的惠勒的延迟选择gedanken实验的变体。在我们的实验中，用双项叠加态描述的单光子与原子动态相互作用。在相互作用前的最后时刻，实际上可以实现两个激发态中任意一个原子的制备。对于处于第一激发态的原子，原子与光子之间几乎不存在动力学相互作用，因此，光子的干涉效应可以在以后用感光板检测到。对于处于第二激发态的原子，光子与原子之间的动力学相互作用必然导致一个新光子的受激发射，该光子与第一个光子相干运动。这两个光子组成了一个由纠缠量子态描述的超系统。但是在这种情况下，在任何光子处同时实现子系统测量的感光板不会检测到干涉效应。我们提出了一个简单的解释，以及原始的延迟选择实验的变种完全符合标准的量子力学形式主义。
2006-12-11 quant-ph
Observations of super-resolution using phase-controlled coherent photons in a delayed-choice quantum eraser scheme
该研究在延迟选择量子擦除方案中利用相位控制相干光子实现高阶强度关联超分辨，相位分辨率达到海森堡极限，为兼容相干光学技术的实用量子传感提供新途径。
2023-12-06 quant-ph
A Proposal for an Optical Implementation of an Universal Quantum Phase Gate
大的光学非线性发生在一个相干制备的原子系统中示出产生的相移的顺序$π$。这种效应可以在超冷铷原子中观察到，在那里它可以被可行地利用来实现偏振相位门。
2004-07-23 quant-ph
Modified quantum delayed-choice experiment without quantum control
惠勒的延迟选择实验将观察光子的波或粒子行为的决定延迟到光子进入干涉仪之后，而量子延迟选择实验通过引入量子控制装置提供了同时观察波和粒子行为的可能性。本文提出了一种改进的量子延迟选择实验，无需量子控制或纠缠辅助，可以在波粒叠加态中制备光子，并且可以很容易地观察到波粒跃迁的变形行为。结果表明，该方案可以允许我们排除经典的隐变量模型在设备无关的方式，通过违反维见证。我们还将该方案推广到两个自由度的情形，首先构造了一个混合量子延迟选择实验，使之能够同时观测光子在不同自由度的波粒行为，然后提出了一个制备单光子波粒纠缠的方案。该研究不仅对探索光子的波粒特性具有重要意义，而且为从波粒自由度的角度研究单粒子非定域性提供了可能。
2021-02-23 quant-ph
Generation and delayed retrieval of spatially multimode Raman scattering in warm rubidium vapors
我们应用集体拉曼散射在温暖的铷-87蒸气中产生，存储和检索空间多模光。光在自发斯托克斯散射过程中产生。这伴随着在原子系综中产生对应的集体激发--自旋波。在一定的存储时间后，我们相干地将自旋波转换为确定性反斯托克斯散射中的光。整个过程可以看作是延迟的四波混频，它产生成对的相关的、延迟的随机图像。由于使用了缓冲气体，可以存储高达微秒的高阶空间模式。我们研究了铷原子在不同缓冲气体中的拉曼散射、集体激发的存储和恢复特性，着重研究了空间效应以及铷原子扩散引起的退相干的影响。我们通过分析远场散射光部分之间强度波动的统计相关性来量化创建和检索的模式数量。
2014-05-17 physics.optics quant-ph
Multivariate quantum memory as controllable delayed multiport beamsplitter
并行空间多模量子光存储器的可寻址性允许人们在同一冷原子系综内控制独立的集体自旋波。一般来说，存在存储器的横向和纵向自由度，可以通过适当选择泵浦（控制）场空间图案来解决。在这里，我们集中讨论了基于腔的存储方案中集体自旋相干纵模的量子态的相互演化和转换。我们假设，这些模式是相干控制的按需横向配置文件的泵浦波，也就是说，由波的方向上传播的叠加，接近正交的腔轴。通过写入，这允许将输入量化信号的时间序列耦合到给定的正交自旋波叠加集。通过读出，可以恢复集体自旋波的量子态，其是初始自旋波的可控叠加并且根据需要耦合到输出信号序列。在一般情况下，存储器能够作为可控延迟多端口分束器操作，能够变换序列中的信号的延迟、持续时间和时间形状。我们详细阐述了空间多变量腔非共振拉曼型量子存储器的光-物质界面理论。由于为了加快复杂的信号在多变量存储器中的操作，它可能是感兴趣的存储相对较短的光脉冲的给定的时间形状，我们还解决了一些问题的基于腔的存储器操作超出坏腔的限制。
2015-11-24 quant-ph
Optimal collection of radiation emitted by a trapped atomic ensemble
囚禁原子系综是一种方便的系统，用于在电子基态的长寿命子能级中存储量子信息，并通过受激拉曼过程将其转换为传播的光子。在这里，我们研究了相位匹配的光子从相干制备的原子系综发射。我们考虑了一个密度分布为正态分布的细长谐波阱中的冷原子系综，并确定了傍轴光学的参数，以匹配发射辐射的模式几何形状，并将其最佳地收集到光波导中。
2021-05-16 quant-ph
Efficient Raman Sideband Generation in a Coherent Atomic Medium
我们证明了在连续波低强度激光辐射的暗态相干制备的介质中的拉曼边带的有效产生。我们的实验是在钠蒸气中进行的，在$Λ$组态中，用两个共振频率为$ω_{1}$和$ω_{2}$的激光场在D $_{1}$线上激发，并用第三个场$% ω_{3}$探测。观察到频率$ω_{1}$、$ω_{2}$的一阶边带和频率$ω_{3}$的高达三阶边带。每个输入场的发电功率低至10微瓦。研究了输入波和产生波的强度对频率差（$ω_{1}-ω_{2}$）、频率$ω_{3}$和光密度的依赖性。
2000-06-21 quant-ph
Observation of prolonged coherence time of the collective spin wave of atomic ensemble in a paraffin coated Rb vapor cell
我们报道了在石蜡包被的池中热~（87）Rb原子系综的集体自旋波的相干时间的延长。自旋波是通过受激拉曼过程制备的。长的相干时间是通过延长使用石蜡涂层的自旋的寿命和最小化的最佳实验配置的退相来实现的。在写入过程中观察到的长时间延迟的受激Stokes信号表明，所制备的自旋的寿命延长;在读取过程中的反Stokes信号的衰减的直接测量表明，在最小化退相后的相干时间高达300 us。这比基于Duan-Lukin-Cirac-Zoller（DLCZ）及其改进方案的热原子系综的类似实验中报道的相干时间长100倍。这种延长的相干时间设定了基于此类协议的量子中继器的存储时间上限，这对于实现长距离量子通信至关重要。先前报道的在写入过程中由于在具有缓冲气体的样品池中的碰撞而导致的荧光背景在没有缓冲气体的池中也减少。
2009-01-23 quant-ph
Cavity-assisted spontaneous emission of a single three-level atom as a single-photon source
研究了经典泵浦的$Λ$型三能级原子在同时具有辐射和无用损耗的谐振腔中的受激喇曼相互作用。结果表明，在受激绝热拉曼通道区，腔助电磁场的激发出射波包可以高效地制备成单光子Fock态。在这种情况下，波包的时空形状不依赖于泵浦场的相互作用形状，只要原子与泵浦的相互作用相对于原子与腔辅助场的相互作用有时间延迟。因此，该方案可以用来产生一系列相同的辐射脉冲，每个几乎单光子Fock态。进一步表明，通过控制原子与腔场的相互作用时间，可以控制出射波包的时空形状。
2009-11-19 quant-ph
Different Types of Coherence: Young-type Interference versus Dicke Superradiance
迪克超辐射，即，相干辐射的增强的自发发射通常归因于由同步偶极子相干同相振荡所发射的辐射。与此同时，Dicke推导了超辐射假设原子处于纠缠Dicke态，不显示任何偶极矩。为了揭示这一明显的悖论，我们研究了两个相同的二能级原子在纠缠Dicke态或可分离的原子态与非零的偶极矩所产生的强度分布。我们发现，这两种配置产生类似的远场强度模式，但是，从根本上不同类型的相干性：而在第二种情况下，原子显示的单个粒子之间的相干性，导致杨型干涉已知从经典偶极子，原子在迪克状态具有集体相干性，导致增强的自发发射。这表明同步偶极产生的辐射和迪克超辐射是根本不同的现象，必须以不同的方式解释。
2021-05-11 physics.optics quant-ph
A solid state light-matter interface at the single photon level
量子信息在光与物质之间的相干可逆映射是量子信息科学中的一个重要实验挑战。特别是，它是实现量子网络和量子中继器的决定性里程碑。到目前为止，光和原子之间的量子界面已经用原子气体和腔中单个被困原子来证明。在这里，我们展示了一个光场的相干和可逆的映射，每个脉冲不到一个光子到一个自然被困在固体中的1000万个原子的系综。这通过在适当制备的固态原子介质中相干吸收光场来实现。光的状态被映射到集体原子激发上的光学跃迁和存储的预编程的时间高达1 μ s之前，被释放在一个定义良好的时空模式作为一个集体干涉的结果。通过对两个相位关系可变的存储弱脉冲进行干涉实验，验证了该过程的相干性。获得了大于95%的亮度，这表明在单光子水平上的映射过程的高相干性。此外，我们的实验表明，我们的接口允许一个存储和检索光场在多个时间模式。我们的研究结果代表了在固体中的单光子水平上的集体增强的首次观察，并开辟了多模固态量子存储器作为原子气体的有前途的替代品的道路。
2008-10-03 quant-ph
Interplay of classical and quantum dynamics in a thermal ensemble of atoms
在相干场驱动的原子热系综中，量子叠加的演化如何与光抽运和原子扩散的经典动力学竞争？是光抽运首先准备了热系综，随后发展相干叠加，还是相反：相干叠加的原子通过光抽运被驱动到稳态？使用频闪探测技术，在这里，我们实验探索这些问题。用100 ns脉冲探测了实验模拟的铷原子中的封闭三能级类双折射组态，该组态由强相干控制和非相干场驱动。探测器传输的时间演变显示了初始过冲与打开控制，导致类似于激光无反转（LWI）的情况。相应的上升时间由相干动力学决定，在原子的热系综中具有明显的半周期拉比跳变的实验特征。我们的研究结果表明，事实上，光泵驱动原子在一个显着更长的时间尺度，维持叠加的暗态的稳定状态。最终的控制关闭导致传输突然下降，具有用于识别封闭和开放系统的普遍存在的签名。数值模拟和玩具模型预测证实了我们的说法。这些研究揭示了与热系综中的原子相关的丰富而复杂的动力学的新见解，否则在状态准备的冷原子系综中不存在。
2016-01-04 physics.atom-ph quant-ph
