Dynamic Stark shift in a Doppler-broadened four-wave mixing
本文对三能级级联多普勒展宽系统中产生的四波混频信号的Autler-Townes分裂模式进行了理论分析。我们采用密度矩阵的形式主义写的Bloch方程和数值求解。该解决方案使我们能够比较均匀和非均匀加宽系统的上能级人口和所产生的信号相干性的响应。我们的研究结果揭示了AC斯塔克位移的非线性信号时，强或弱光束的频率被扫描，在荧光中观察到的。此外，我们提出的四波混频信号在热铷蒸汽的激发光束的共传播配置的实验数据。交流斯塔克位移和信号幅度作为激光功率的函数的行为表明模型和实验结果之间的良好协议。
2022-01-25 physics.atom-ph physics.optics
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
Crossover from Electromagnetically Induced Transparency to Autler-Townes Splitting in Open Ladder Systems with Doppler Broadening
提出了一个研究开放梯形原子和分子系统中电磁诱导透明（EIT）与Autler-Townes分裂（ATS）交叉的一般理论方案.当波数比为$k_c/k_p\approx -1$时，梯形I和梯形II系统都存在EIT、ATS和EIT-ATS交叉，其中$k_c$（$k_p$）是控制（探测）场的波数.此外，当$k_c/k_p$远离$-1$时，如果梯形I系统的上态是里德堡态，则可以发生EIT，但是ATS被破坏。此外，ATS存在，但EIT是不可能的，如果控制场用于耦合的两个较低的状态的阶梯-II系统是微波场。本文所发展的理论方案可应用于原子、分子和其它体系（包括Na $_2$分子和里德伯原子），所得结果在光学信息处理和转换中可能有实际应用。
2013-11-09 physics.atom-ph physics.optics
Infrared Supercontinuum Generation in Multiple Quantum Well Nanostructures under Electromagnetically Induced Transparency
中红外光谱增宽具有很大的科学和技术意义，迄今为止主要使用主要由碲酸盐、氟化物和硫属化物玻璃制成的非二氧化硅玻璃纤维来实现。我们研究了在电磁诱导透明的半导体多量子阱（MQW）系统中在极低功率下产生宽带中红外超连续谱。在30个周期的1.374 μm多量子阱系统的电磁感应透明窗口中发射了100个峰值功率接近瓦的飞秒脉冲。宽带超连续谱，归因于自相位调制和调制不稳定性，是可以实现的多量子阱系统的末端。光谱的中心部分主要由几个倾角和光谱的远红外部分相比，红外部分更宽。该方案的主要优点是超连续谱源可以很容易地与其他半导体器件集成。
2015-07-09 physics.optics
Sub-Doppler Laser Cooling using Electromagnetically Induced Transparency
我们提出了一个亚多普勒激光冷却机制，利用电磁感应透明（EIT）现象产生的独特的光谱特征和极端的色散。EIT是具有多个内部量子态的原子在适当频率的激光场照射下所经历的一种相消量子干涉现象。通过将激光从“暗共振”中稍微失谐，我们观察到，在透明窗口内，原子可以受到很强的粘性力，而仅被自发光子散射引起的扩散轻微加热。与其他激光冷却方案（例如偏振梯度冷却或EIT边带冷却）相比，不需要外部磁场或强外部限制势。使用半经典近似，我们推导出解析定量表达式的稳态温度，这是证实了全量子力学数值模拟。我们发现，最低可达到的温度接近单光子反冲能量。除了耗散力外，原子还受到一个定态保守势的作用，这就导致了空间约束的可能性。我们发现，在典型的实验参数下，这种效果是弱的，稳定的捕获是不可能的。
2016-10-10 physics.atom-ph physics.optics
Simple and compact diode laser system stabilized to Doppler-broadened iodine-lines at 633 nm
我们提出了一个紧凑的碘稳定的激光系统在633 nm，基于分布反馈激光二极管。在$27\times 15$ cm $^2$的覆盖区内，系统从单模光纤提供5 mW的频率稳定光。它的性能进行了评估比较Cs时钟代表的主要频率标准，实现SI单位Hz通过光学频率梳。在最佳吸收线的情况下，对于10 s以上的平均时间，激光器达到低于$10^{-10}$的分数频率不稳定性。在几条碘生产线上研究了性能，并开发了一个模型来描述在不同生产线上观察到的稳定性。
2020-11-05 physics.ins-det physics.optics
Ienversionless gain in an optically-dense resonant Doppler-broadened medium
研究了四能级多普勒展宽介质中的共振非线性光干涉过程。研究了强吸收共振气体中两个较长波长辐射在相干量子控制下的放大和光开关特性。的主要成果说明与虚拟实验，旨在无反转的短波长放大，这也解决了在这方面的不足，在最近的实验。与光学致密的钠二聚物蒸气中的实验相关的数值模拟，我们显示了光开关的最佳条件和探测辐射的预期增益，这是振荡阈值以上。
2000-08-09 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Coherence-controlled transparency and far-from-degenerate parametric gain in a strongly-absorbing Doppler-broadened medium
在非简并双Lambda多普勒展宽介质中，当反斯托克斯辐射的无反转增益大于振荡阈值时，将伴随斯托克斯增益。数值模拟应用于二聚钠蒸汽的结果说明。示出了通过介质和驱动辐射参数的微小变化控制的从吸收到增益的光学切换，所述驱动辐射参数处于小于每个分子一个光子的水平。相关视频/音频剪辑见：A.K. Popov，S.A. Myslivets和T.F. George，Optics Express Vol.7，No.3，148（2000）（http：//epubs.osa.org/oearchive/source/22947.htm）或下载：http://kirensky.krasn.ru/popov/opa/opa.htm
2000-08-08 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
High and uniform coherence creation in Doppler broadened double lambda-like atomic system by a train of femtosecond optical pulses
本文详细分析了利用几个周期的超短高斯脉冲训练在四能级双量子阱类原子系统中产生相干的过程。分析了多普勒展宽的影响。使用低重复频率的脉冲可以在原子系综中的所有速度群之间产生高相干性。在不同的径向位置内的原子束横截面的脉冲数的函数的相干性的积累训练也报道。我们发现，具有较低重复频率的脉冲训练能够在原子系统的相当大的部分中产生高的且几乎均匀的相干性。
2014-07-07 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Phase-controlled transparent superluminal light propagation in a Doppler-broadened four-level N-type system
从理论上研究了存在自发产生相干（SGC）的四能级N型量子系统中弱探测场的传输。研究了该系统的光学特性，指出光脉冲的群速度可以通过外加场的相对相位来控制。通过改变外加场的相对相位，光脉冲的群速度从透明的亚光速传播转变为透明的超光速传播。因此，在不施加非相干激光场的情况下，系统获得了相位控制的无吸收超光速光传播。通过在时空数值网格上求解麦克斯韦波动方程，研究了弱探测光脉冲的传输特性。此外，我们还研究了探测光场的三阶自克尔极化率和三阶交叉克尔极化率，并计算了不同场强下的非线性交叉相移。此外，我们还考虑了多普勒展宽对光脉冲传输的影响，发现适当选择激光传输方向，即使在存在多普勒效应的情况下，也能保持我们的结果。结果表明，通过增加多普勒分布宽度到室温，色散从透明的亚光速到透明的超光速光传播，这是我们的主要动机，这项工作。
2013-03-02 physics.atm-clus physics.optics
Interference at quantum transitions: lasing without inversion and resonant four-wave mixing in strong fields at Doppler-broadened transitions
研究了强共振电磁场作用下量子跃迁的非线性干涉过程对吸收、放大、折射率以及四波混频过程的影响。耦合跃迁的多普勒展宽，非相干激发，弛豫过程，以及与耦合能级相关的功率饱和过程被考虑在内。我们考虑了闭合态（基态）和开放态（激发态）的能级构型。通过简单的参数替换，得到了各种V、λ和H构型干涉跃迁的光学特性（包括无反转增益和吸收消失时的增强折射率）的通用表达式。在喇曼组态中，也导出了共振四波混频的类似表达式。多普勒展宽的关键作用。该理论被应用到一些最近的和潜在的实验的数值分析。
2000-05-27 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Ultrahigh sensitivity of slow-light gyroscope
由电磁感应透明产生的慢光对多普勒失谐非常敏感。因此，慢光陀螺仪应具有高灵敏度。
2000-03-29 physics.optics
Efficient cloning and dragging of microwave pulse into optical frequency pulse in a Doppler-broadened atomic medium
研究了弱光脉冲通过闭合$Λ$原子系统的传输，其中超精细能级与微波脉冲耦合。在三光子共振条件下，观察到探测脉冲的形状被微波脉冲沿介质传播的形状克隆。探测脉冲的时间位置被拖到微波脉冲的时间位置。在傅立叶域中导出了相应跃迁的介质线性磁化率的简单表达式。利用该表达式进行了动力学数值分析，结果表明，这种新效应是由微波脉冲引起的超精细跃迁的基态相干性引起的。
2016-10-27 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Observation of electromagnetically induced Talbot effect in an atomic system
实验证明了在菲涅耳近场条件下，空间强度调制探测场的重复自重构所产生的Talbot效应。通过将探测光束入射到铷原子蒸气室中的光致原子晶格（由两个耦合场干涉而建立）中，在三能级$Λ$型无多普勒原子结构中形成的电磁感应光栅（EIG）中，借助于电磁感应透明（EIT），可以获得衍射的探测光束图样。基于EEG的衍射图案在整数倍Talbot长度的平面处重复自身，这与理论预测很好地一致[Appl.Phys.Lett.，98，081108（2011）]。此外，还研究了分数EIT诱导的Talbot效应。这种实验证实的相干制备原子系统中的EIT Talbot效应可能为超冷原子和分子的无透镜和无损成像铺平了道路，并进一步展示了已建立的周期光学系统的非线性/量子束动力学特性。
2016-11-29 physics.optics
Power broadening effects on Electromagnetically Induced Transparency in $^{20}$Ne vapor
我们在这里报告的电磁感应透明（EIT）在$^{20}$ Ne的第一个观察。的EIT线宽的功率展宽测量作为氖压力和RF激发功率的函数。多普勒效应对EIT加宽的影响甚至在低压和低强度下也被发现，其中线宽应该仅由均匀效应支配。
2014-02-25 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Laser induced birefringence in a wavelength-mismatched cascade system of inhomogeneously broadened Yb atoms
报道了在强泵浦场和探测场作用下，非均匀展宽镱原子的波长失配级联系统（J=0 \leftrightarrow J=1 \leftrightarrow J=0跃迁）中的激光感生双折射现象。研究了固定频率下强探测场的两个圆偏振（σ_p^+和σ_p^-）分量的透射谱，这取决于圆偏振（σ_c^-）耦合场与双光子共振的失谐量。我们发现，σ_p^+（σ_p^-）偏振分量具有窄的电磁感应吸收（透明）谱。密度矩阵方程的数值解与实验结果定性一致。通过探测探测光场的斯托克斯参量，获得了无多普勒色散的LIB信号，使我们能够在没有频率调制的情况下稳定耦合激光的频率。
2004-11-03 physics.atom-ph physics.optics
Conversion between electromagnetically induced transparency and absorption in a three-level lambda system
我们表明，它是可能的改变从{ \it subnatural}电磁感应透明（EIT）功能的{\it subnatural}电磁感应吸收（EIA）功能（简并）三能级$Λ$系统。通过打开相对于第一光束反向传播的第二控制光束来实现该改变。我们观察到这种变化的$D_2$线的Rb在室温蒸气电池。的意见是支持的密度矩阵分析的完整的子级结构，包括多普勒平均的效果，但可以被定性地理解为由于形成的$N$型系统的两个控制光束。由于EIT和EIA的许多应用依赖于共振附近的异常色散，这引入了控制色散符号的新能力。
2012-06-13 physics.atom-ph physics.optics
Triplet absorption spectroscopy and electromagnetically induced transparency
研究了在零磁场和弱磁场作用下，三个相干场循环驱动的四能级原子系统中的相干现象。由于动态斯塔克效应，每个强相互作用的原子态被转换为三重态。在反常色散的三重态吸收光谱中出现了两条具有类Fano轮廓的暗线。我们提供的条件来控制的透明窗口的宽度，通过驱动场的相对相位和微波场的强度，关闭光学系统的环路。详细分析了多普勒展宽对三重态吸收光谱结果的影响。
2016-09-19 physics.optics quant-ph
Analytical approach on linear and nonlinear pulse propagations in an open Lambda-type molecular system with Doppler broadening
我们发展了一个系统的分析方法，线性和非线性脉冲在一个开放的Lambda型分子系统中的多普勒展宽的传播。在线性情形下，利用留数定理和谱分解方法，证明了探测场和控制场共传播时存在从电磁感应透明（EIT）到Autler-Townes分裂（ATS）的交叉.然而，不存在EIT，因此不存在用于反向传播配置的EIT-ATS交叉。给出了各种显式公式，包括探测场谱分解、EIT条件、EIT透明窗宽度，并与冷分子的结果进行了比较。我们的分析结果与A. Lazoudis等人[Phys.Rev.A82，023812（2010）]。在非线性情况下，利用多尺度方法，导出了探测场传播的非线性包络方程。我们证明了在开放的分子系统中可以实现稳定的超慢孤子。
2012-12-22 physics.optics
A practical guide to electromagnetically induced transparency in atomic vapor
本教程介绍了热碱蒸汽中电磁感应透明（EIT）的理论和实验基础。我们首先介绍了一个简单的三能级系统中的EIT的简单的唯象描述和EIT条件下的光传输和色散的解析表达式。然后重点讨论了原子的热运动对EIT系统各参数的影响。具体来说，我们分析了多普勒展宽的光学跃迁，弹道与扩散原子运动在有限体积的相互作用区域，碰撞人口减少和退相干。最后，我们讨论了共同的权衡优化EIT实验的重要性，并给出了一个简单的“走通过”一个典型的EIT实验装置。最后，我们简要概述了当前和潜在的EIT应用。
2022-06-16 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Manipulative resonant nonlinear optics: nonlinear interference effects and quantum control of nonlinearity, dispersion, transparency and inversionless amplification in an extended strongly-absorbing inhomogeneously-broadened medium
研究了近共振和全共振光密多普勒展宽介质中量子跃迁非线性干涉过程的特殊性。基于量子相干性，证明了克服多普勒效应对共振耦合分子速度区间的基本限制的可行性。这增加了具有最窄和最强共振的原子和分子气体中的非线性光学过程的效率。探索了介质到不透明或绝对透明，甚至到强放大状态的全光开关的可能性，这是由两个驱动辐射的微小变化控制的。所需的控制领域的强度示出是典型的连续激光器。这些效应与四波混频伴随着斯托克斯增益和他们的干涉在完全和近共振光密远离简并双λ介质。无反转放大的振荡阈值以上的较长波长的控制字段的费用，以及所产生的空闲红外辐射的拉曼增益的最佳条件进行了研究。数值模拟应用于二聚钠蒸汽的结果说明。类似的方案可以在掺杂固体和纤维光学中实现。
2005-01-01 physics.optics quant-ph
Frequency shifts of radiating particle moving in EIT metamaterial
目前，人们对在经典系统中实现电磁感应透明的超材料产生了极大的兴趣。研究了电磁诱导透明效应下超材料中粒子运动的频移。由于EIT引起的材料色散的急剧变化影响了介质中信号传播的条件，并且对多普勒效应具有显著影响，可能导致对该现象的光学控制。研究了多普勒频移对源频率、速度和辐射谱的依赖关系。结果发现，对于源频率拟合透明窗口的特定范围的源速度截止出现，即辐射不发射。我们的理论研究结果证明了分析和确认的数值模拟的基础上，时域有限差分法。
2015-11-29 physics.comp-ph physics.optics
High Quality of Electromagnetically Induced Transparency Spectroscopy of 87Rb in a Buffer Gas Cell with Magnetic Field
研究了室温下磁场中含有缓冲气体的~（87）Rb蒸气的电磁感应透明现象。结果表明，当样品池与5 Torr N2气体混合时，速度选择光抽运效应引起的谱线变弱变宽，而EIT信号基本保持不变。一个加权最小二乘拟合也被开发，以消除多普勒展宽完全。这种光谱方法提供了一种高分辨率测量塞曼分裂的方法，例如，在沿线偏振耦合激光器的电场方向有一个磁场的2-cm热蒸气室中，~（87）Rb的Λ型EIT共振在D_2线上分裂成四个峰。通过调谐磁场，高分辨率光谱可用于将激光器锁定到给定频率。
2017-03-08 physics.atom-ph physics.optics
Dressed-state electromagnetically induced transparency for light storage in uniform phase spin-waves
从实验和理论上提出了一种在三阶级联系统中实现缀饰态电磁感应透明（EIT）的方案，该方案将四能级系统映射为有效的三能级系统。理论分析表明，该方案通过绝热跟随提供了相干态控制，并提供了一个通用的协议，在均匀相位自旋波的光存储是不敏感的运动失相。三步驱动实现了许多其他特征，包括原子介质内激发区域的空间选择性，以及在热蒸汽中产生窄共振的无反冲和无多普勒激发。作为概念的证明，我们提出了一个实验演示的广义EIT计划使用热铯蒸气中的$6S_{1/2} \rightarrow 6P_{3/2} \rightarrow 7S_{1/2} \rightarrow 8P_{1/2}$激发路径。这种技术可以应用于冷和热的合奏，使更长的存储时间的里德伯极化激元。
2016-07-27 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Nonlinear absorption and refraction in near-detuned rubidium vapor
利用z扫描技术，我们测量了热原子铷蒸气在D2线多普勒轮廓内的自感吸收和折射非线性行为。我们观察到大的非线性振幅和相位效应，只有几十微瓦的入射功率。我们的结果与基于多普勒展宽二能级系统解析模型的数值计算结果符合得很好。
2003-09-02 physics.atom-ph physics.optics
Four-wave mixing at maximum coherence and eliminated Doppler broadening controlled with the driving fields
研究了共振多普勒展宽介质中四波混频过程的相干量子控制的新可能性。我们提出了一种提高非线性光转换量子效率的方法。与此同时，与基于相干布居俘获的方法相比，它允许降低所需的基本光束强度。分析的主要结果与数值模拟内解决一个实际的介质说明。
2000-08-08 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Doppler-assisted quantum resonances through swappable excitation pathways in Potassium vapor
本文报告了在$^{39}K$蒸汽中因多普勒效应导致激发路径交换而观察到的亚自然线宽量子干涉现象，通过主方程绝热消除解释了透明到吸收的转换，为激光稳频和量子存储提供了新应用。
2024-03-27 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Guiding ultraslow weak-light bullets with Airy beams in a coherent atomic system
研究了在冷的、寿命展宽的四能级原子系统中利用艾里光束通过电磁感应透明（EIT）引导稳定的超低速弱光子弹的可能性。结果表明，在EIT条件下，由探测场的衍射与非线性平衡所形成的超低速、极低产生功率的光弹，不仅可以被辅助场稳定，而且可以被辅助场引导。特别地，当辅助场被视为艾里光束时，光弹可以被捕获到艾里光束的主瓣中，在纵向方向上超低速传播，在横向方向上加速，并且沿着抛物线轨迹运动。我们进一步表明，光子弹可以绕过障碍时，引导两个连续的艾里光束。本文还提出了一种产生超低速螺旋弱光子弹的技术。
2014-05-08 physics.optics
Highly Entangled Photons and Rapidly Responding Polarization Qubit Phase Gates in a Room-Temperature Active Raman Gain Medium
提出了一种在双模主动喇曼增益（ARG）作用下，在室温四态三脚架型原子系统中获得纠缠光子和量子相位门的方案。我们分析了这种ARG系统的线性和非线性光学响应，并表明该方案是根本不同的电磁感应透明的基础上，因此可以避免显着的探测场吸收以及温度相关的多普勒效应。我们证明，可以产生高度纠缠的光子对和快速响应的偏振量子比特相位门可以构建基于增强的交叉相位调制和超光速探测场传播的系统的独特功能。
2011-12-04 physics.optics
Microscopic characterization of Lévy flights of light in atomic vapors
研究了近共振光在多普勒展宽原子蒸气中的多次散射。我们的实验特征的连续散射事件之间的步骤的长度分布。得到的幂律是一个超扩散行为的特点，罕见的，但很长的步骤（列维飞行）占主导地位的运输性能。
2013-06-25 cond-mat.dis-nn physics.atom-ph physics.optics
Rydberg Raman-Ramsey (R${}^3$) resonances in atomic vapor
本文提出利用拉姆齐询问方法（时间或空间分离激光束）降低里德伯EIT谱线宽度，理论预测可显著减小线宽，有望提高基于里德伯原子蒸气的电场传感器灵敏度，并讨论了初步实验尝试。
2023-10-16 physics.atom-ph physics.optics
Observation and measurement of an extra phase shift created by optically detuned light storage in metastable helium
实验表明，在室温下的亚稳态氦中的电磁感应透明（EIT）表现出光存储能力的耦合和探测光束和原子多普勒分布的中心之间的失谐的中间值。一个额外的相移示出被施加到检索的光脉冲时，EIT协议在非零光学失谐执行。这种相移的值测量不同的光失谐0和2 GHz之间，并讨论了其起源。
2014-02-03 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Towards Trapped-Ion Thermometry Using Cavity-Based EIT
Indian Institute of Technology Tirupati（印度理工学院蒂鲁帕蒂分校）
本文提出利用腔体EIT测量离子温度的方法，通过监测腔体探测传输建立EIT，简化测量流程，理论模型显示热离子状态影响EIT线宽，数值模拟展示EIT传输可用于推断离子温度及亚多普勒冷却态。
2026-07-15 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
