Interferometric laser cooling of atomic rubidium
利用基于Ramsey物质波干涉的速度依赖性光学力，研究了$^{85}$ Rb原子的一维冷却.利用基态超精细态之间的受激拉曼跃迁，12个周期的干涉仪序列将自由移动的原子云从$21~μ$ K冷却到$3~μ$ K。这种连续波多普勒冷却的脉冲模拟在温度下降到反冲极限时是有效的;通过增加脉冲来增加干涉仪面积，它应该比传统方法更快地冷却，并且更适合于缺乏封闭辐射跃迁的物种。
2015-04-22 physics.atom-ph
$Λ$-enhanced grey molasses on the $D_2$ transition of Rubidium-87 atoms
基于暗态（即与光解耦的态）的激光冷却已被证明是有效的，以增加冷囚禁原子的相空间密度。暗态冷却需要开放的原子跃迁，这与磁光阱（MOT）中使用的普通激光冷却相反，后者对封闭的原子跃迁进行操作。对于碱金属原子，暗态冷却因此通常在$D_1$跃迁$n S_{1/2}\rightarrow n P_{1/2}$上操作。我们表明，对于$^{87}\text{Rb}$，由于大的超精细结构分离，使用这种过渡是不严格必要的，$"$准暗态$"$冷却也是有效的$D_2$线，$5 S_{1/2}\rightarrow 5 P_{3/2}$。我们报告的温度低至$(4.0\pm 0.3)\,μ$ K和增加了几乎一个数量级的相空间密度相对于普通的激光亚多普勒冷却。
2017-09-20 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Electromagnetically induced transparency with Laguerre-Gaussian modes in ultracold rubidium
我们证明了电磁感应透明与控制激光在拉盖尔-高斯模式。在超冷气体中研究了$^{85}$ Rb和$^{87}$ Rb中D2线的透射谱，其中由于原子介质的扩散引起的退相干可以忽略不计。我们将这些结果与类似的配置进行比较，但是控制激光器处于基本激光模式。我们模拟了这两种配置下的探测激光的传输，我们发现与实验吻合得很好。我们的结论是，使用拉盖尔-高斯模式的电磁感应透明的结果在较窄的共振线宽相比，均匀的控制激光强度。线宽的变窄是由拉盖尔-高斯强度分布的空间分布引起的。
2014-09-11 physics.atom-ph
Sympathetic cooling in a mixture of diamagnetic and paramagnetic atoms
我们将镱的双色光偶极阱与铷的Ioffe-Pritchard型磁阱相结合，在实验上实现了超冷顺磁性铷原子和反磁性镱原子的混合阱。在这个混合阱中，通过与铷的弹性碰撞实现了五种不同的镱同位素的共振冷却。观察到镱同位素的质量上的种间碰撞截面的强烈依赖性。
2010-08-07 physics.atom-ph
Sub-Doppler rubidium atom cooling using a programmable agile integrated PZT-on-SiN resonator
University of California Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；U.S. Army Research Laboratory（美国陆军研究实验室）
该研究提出了一种基于半导体激光器和PZT谐振器的可编程光学频率源，实现了无需外部调制器的rubidium原子亚德勒效应冷却，达到16微开尔文的原子云温度。
2026-01-16 physics.atom-ph physics.optics
Observation of sub-natural linewidths for cold atoms in a magneto-optic trap
研究了磁光阱中弱探测光通过冷铷原子的吸收。吸收光谱显示出两个峰，其中较小的峰具有小至自然线宽的28%的线宽。这种改变的发生是因为用于俘获的激光束也在基态和激发态之间相干地驱动原子。这就产生了“盛装”状态，其能量根据驱动力的强度而变化。由于修饰态之间的量子相干性，线宽变窄。状态的分离随着激光强度和失谐而增加，正如从该模型所预期的那样。
2002-04-19 physics.atom-ph physics.optics
Magic wavelengths for lattice trapped Rubidium four-level active optical clock
从$5s_{1/2}$基态抽运到$6p_{1/2}$态后，铷四能级主动光钟将建立$6s_{1/2}$和$5p_{1/2,3/2}$之间的布居数反转。本文计算了晶格俘获激光引起的交流斯塔克频移，它是晶格俘获铷原子四能级有源光钟时钟跃迁频移的主要原因。发现了几个能形成所需光晶格俘获势的魔波长。通过选择合适的俘获激光强度和线宽，估计了由俘获激光交流斯塔克位移引起的时钟跃迁的分数频率不确定度小于10^-18
2012-07-18 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Quantum degenerate mixtures of strontium and rubidium atoms
我们报告实现的碱土金属元素锶与碱金属元素铷的量子简并气体混合物。我们的计划的一个关键组成部分是由Sr原子，连续激光冷却的窄线宽过渡的Rb的同情冷却。这种多功能的技术使我们能够生产超冷气体混合物的相空间密度高达0.06的两个元素。通过进一步的蒸发冷却，我们产生了87 Rb与88 Sr或84 Sr的双重玻色-爱因斯坦凝聚体，对于84 Sr-87 Rb混合物，每个元素的凝聚原子数超过10^5。这些量子气体混合物构成了生产极性开壳层RbSr分子量子气体的重要一步。
2013-05-25 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Direct spectroscopy of Rubidium using a narrow-line transition at 420 nm
针对铷420 nm弱5S→6P跃迁，研究采用饱和吸收光谱分析温度、泵浦功率和光束尺寸影响，并覆盖420/421 nm八个误差信号，服务激光稳频与量子技术。
2024-01-24 physics.atom-ph
Narrow-linewidth cooling of $^{6}$Li atoms using the 2S-3P transition
本文报道了在紫外波段利用$2S_{1/2}\to 3P_{3/2}$跃迁对$^{6}$ Li原子进行窄线宽冷却。将传统的671 nm红光磁光阱（MOT）和323 nm紫外光磁光阱相结合，获得了温度为58 $μ$ K的$1.3\times10^9$原子冷样品。此外，我们证明了一个高效率的磁输运的$^{6}$锂原子的帮助下，紫外MOT。最后，在具有良好真空环境和大光学通道的科学室中，在198 G/cm的磁场梯度下，获得了温度为296 $μ$ K的$8.1\times10^8$原子。
2016-10-25 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Diffuse Laser Cooling Based on the $6\mathrm{P}_{3/2}$ Excited State of Rubidium Atoms via 420 nm Blue Light
利用蓝光冷却 rubidium 原子至高激发态，提供了一种新的冷原子主动光学钟方法。
2025-11-20 physics.atom-ph
Influence of buffer gas on the formation of $N$-resonances in rubidium vapors
本文研究了缓冲气体分压对铷蒸气中N共振对比度和线宽的影响，发现存在最佳Ne分压，并验证了横向磁场下N共振分量频移的理论计算。
2024-02-14 physics.atom-ph
Production of a rubidium Bose-Einstein condensate in a hybrid trap with light induced atom desorption
我们报道了在一个简化的真空装置中产生铷玻色-爱因斯坦凝聚体。利用光致快速原子蒸气压调制技术，在超高真空条件下，获得了具有16秒中等保守寿命的大数目磁光阱。随后的蒸发冷却在混合磁四极加光偶极阱中分两个阶段进行。在这两个阶段中观察到高蒸发效率，并且具有多于10个$^5$原子的$^{87}$ Rb BEC可以可靠地产生，总蒸发时间仅为9.5秒。
2013-03-02 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Multi-laser stabilization with an atomic-disciplined photonic integrated resonator
University of California Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；General Technical Services（通用技术服务公司）；DEVCOM Army Research Laboratory South（DEVCOM陆军研究实验室南部分部）
本文提出一种基于光子集成的780nm高Q可调硅氮参考腔，实现多激光稳定、高分辨率铷光谱学及稳定性转移，展示了低功耗、高精度的量子传感应用。
2025-09-17 physics.atom-ph physics.optics
Spectroscopy of high pressure rubidium-noble gas mixtures
光谱学的碱缓冲气体混合物在高压下从个位数到几百巴的制度，大量的碰撞增宽是相关的在广泛的领域，从碰撞再分配冷却到实验室天体物理。在这里，我们报告的光谱测量致密的铷-惰性气体混合物记录在一个压力单元配备焊接蓝宝石光学观察口，它允许控制实现的极端条件下的高温和高压在桌面实验室实验。在气室中，我们记录了铷原子在250巴氦缓冲气体压力下，500 K温度下的吸收和发射光谱。该光谱具有良好的准确性，满足了吸收和发射光谱轮廓的比率的热力学Kennard-Stepanov频率标度。此外，在细胞中的长光程长度允许既记录光谱的铷-氩混合物在中等温度和高压，并观察再分布激光冷却在这个系统中。
2022-08-09 physics.atom-ph
Production of Rubidium Bose-Einstein Condensates at a 1 Hz Rate
我们提出了一个实验装置，产生$^{87}$ Rb原子的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）在1赫兹的速度。作为系统连续操作能力的证明，在32.1秒内产生并成像了30个BEC。没有成像，一个单一的BEC可以产生在953毫秒。该系统使用原子芯片，以限制在一个酒窝陷阱的频率超过1 kHz的原子。利用这种紧密的阱，蒸发冷却的持续时间减少到小于0.5s。使用主成分分析，通过提取对方差的主要贡献来洞察噪声和漂移的最大来源。该系统利用一个紧凑的物理包，可以与激光器和电子设备集成，以创建一个可移动的超冷原子设备，用于实验室环境之外的应用。
2014-12-24 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
A continuous cold rubidium atomic beam with enhanced flux and tunable velocity
本研究基于2D+MOT构建高通量速度可调连续冷87Rb原子束源，通过多超精细能级模型修正散射力解释暗态损失，优化光强使通量提升50%，相位调制推动光实现9.5-14.6m/s速度调谐，可提升原子干涉仪和钟的性能。
2023-12-19 physics.atom-ph
Sympathetic cooling of OH- ions using ultracold Rb atoms in a dark SPOT
我们正在发展一种新的混合原子-离子阱来研究超冷铷原子与质量选择性OH-分子的相互作用。离子被捕获在一个八极射频陷阱内，这个陷阱是用细线代替常用的棒制成的。这确保了对阱中心的良好的光学访问，其中离子可以与存储在暗自发力光学阱（暗SPOT）中的激光冷却的铷原子重叠。由于暗SPOT中的密度比标准磁光阱中的密度高约一个数量级，因此这种设置提供了高碰撞率。此外，由于几乎所有的原子都处于基态，所以与激发原子的非弹性碰撞被抑制。我们的设置使用SIMION的数值模拟预测，冷却的离子是可行的。
2015-07-23 physics.atom-ph
Spectroscopy and laser cooling on the $^{1}S_{0}-\,^{3}P_{1}$ line in Yb via an injection-locked diode laser at 1111.6nm
我们利用半导体二极管在1111.6nm处的激光注入锁定产生555.8nm的亚MHz线宽的光，然后在谐振腔中进行倍频。注入锁定的完整性进行了研究，通过研究从和主激光器之间的偏移拍频信号，通过执行光谱的$(6s)^{2}$ $^{1}S_{0}-\,(6s6p)$ $^{3}P_{1}$过渡磁光捕获镱，并通过演示额外的激光冷却的$^{171}$ Yb与555.8 nm的光。对于$^{1}S_{0}-$的$^{3}P_{1}$光谱，我们确认基态线宽和非共振激光的强度之间的线性关系，即，用于冷却Yb原子在$^{1}S_{0}-$ $^{1}P_{1}$磁光阱。我们的研究结果表明，适合注入锁定1100- 1130 nm的激光二极管作为亚MHz线宽辐射源的黄绿光谱。
2014-11-28 physics.atom-ph physics.optics
Three-dimensional laser cooling at the Doppler limit
二能级原子多普勒冷却理论的许多预言从未在三维几何中得到验证，包括著名的最低可达温度$\hbar Γ/2 k_B$，其中$Γ$是跃迁线宽。在这里，我们表明，尽管它们的简并能级结构，我们可以使用氦-4原子来实现这些预测可以得到验证的情况。我们进行测量的原子温度，磁光陷阱的大小，和光学糖蜜的激光束的功率不平衡的灵敏度，发现非常符合多普勒理论。我们表明，氦的特殊性质，特别是它的小质量和窄过渡线宽，防止有效的亚多普勒冷却与红失谐光学糖蜜。
2014-09-22 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
A medium-finesse optical cavity for the stabilization of Rydberg lasers
我们描述了一个中等精细度的法布里-珀罗腔的设计，结构和特性的同时稳定的两个激光器工作在960和780 nm波长，分别。该激光器应用于超冷铷里德伯原子的实验中，对于该实验，期望组合激光线宽类似于自然里德伯线宽（约10 kHz）。该腔的精细度约为1500，用于将激光器的线宽减小到低于该水平。通过使用由具有主动温度稳定性的超低膨胀（ULE）玻璃制成的垫片，残余频率漂移被限制在1 MHz/天。该设计优化了易于施工、坚固耐用和经济实惠的特点。
2017-05-12 physics.atom-ph physics.ins-det physics.optics
Subthermal linewidths in photoassociation spectra of cold alkaline earth atoms
预测了碱土金属冷原子^1Pi_g光缔合光谱具有亚热宽度的窄s波特征。通过数值计算和解析计算解释了这一现象。这些结果表明，只有一个小的亚热范围内的碰撞能量阈值附近的s-波的功能，激发时，原子是非常遥远的贡献。共振在热平均后仍然存在，并且对于在4^1P <-4^1S激光冷却转变的多普勒冷却温度附近冷却的Ca，可以检测到共振。
2001-07-20 physics.atom-ph
Reactive collisions of trapped anions with ultracold atoms
我们提出了一个将分子阴离子嵌入超冷铷原子气体中的方案，作为用超冷原子碰撞冷却制备冷分子离子的一条途径。研究了OH-分子与铷原子碰撞过程中的一个重要损失过程--缔合脱离.在多极射频阱中捕获的负离子的密度分布测量的光剥离断层扫描，这使我们能够推导出的过程的绝对速率系数。我们定义了一个制度，嵌入到超冷原子云的分子离子的平移和内部冷却可以实现。
2012-11-11 physics.atom-ph
Narrow linewidth single laser source system for onboard atom interferometry
提出了一种基于通信倍频激光器的小型化、鲁棒性强的原子干涉测量系统。由于在饱和吸收设置上的原始稳定架构，我们获得了频率捷变激光系统，允许使用单个激光源在几ms内快速调谐超过1 GHz的激光频率。用于原子干涉测量的不同激光频率是通过动态地改变激光的频率和通过使用相位调制器创建边带来产生的。在此基础上，建立了一套基于倍频光纤通信平台的单光源铷原子干涉测量系统。我们利用光纤通信技术的成熟性来减少自由空间光学元件的数量（这些元件本质上不太稳定），并使设置紧凑，对振动和热波动的敏感性大大降低。该源提供低于2.5 kHz的光谱线宽，这是精密原子干涉测量所需的，特别是对于高性能的原子惯性传感器。
2015-01-06 physics.atom-ph
High resolution atomic coherent control via spectral phase manipulation of an optical frequency comb
我们利用飞秒光学频率梳的光谱相位操纵实现了冷原子铷的高分辨率相干控制。瞬态相干积累直接表现为脉冲数对信号幅度和频谱分辨率的提高。频率梳技术和频谱相位操纵的结合使相干控制技术进入了一个新的领域，具有自然的线宽分辨率。
2006-02-09 physics.atom-ph physics.optics
Laser cooling of a potassium-argon gas mixture using collisional redistribution of radiation
我们研究了原子气体的碰撞再分布激光冷却，这种技术适用于几百巴压力下的超致密原子系综。光学活性原子与缓冲气体的频繁碰撞使原子与远红失谐激光束发生共振，而自发衰变发生在接近未扰动的共振频率处。在这样的激发循环中，从样品中提取热能kT量级的动能。在这里，我们报告最近的实验研究钾-氩气体混合物的冷却，这与早期实验中研究的铷-氩混合物相比，具有较小的光学活性碱原子的精细结构。我们观察到钾-氩气体混合物的相对冷却120 K。
2011-02-02 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
High-rate sub-GHz linewidth bichromatic entanglement source for quantum networking
本文研究基于热铷蒸气四波混频的高速率双色纠缠源，实现795 nm和1324 nm光子对，光纤内生成速率超过10^7 /s，为可扩展量子网络提供关键技术支持。
2023-04-11 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Linewidth narrowing and wideband frequency modulation of a DBR laser
提出一种将240 mW、852 nm DBR激光器锁相至窄线宽激光器并实现约9 GHz快速可调频偏的方案，可将线宽从400 kHz压窄至100 kHz，并支持300微秒内200 MHz的快速扫描。
2025-07-01 physics.atom-ph physics.optics
Prospects for Narrow-line Cooling of KRb Molecules in Rovibrational Ground State
提出并实验研究了KRb分子振转基态的窄线冷却方案。研究表明，KRb的自旋禁戒$\mathrm{X^1Σ^+} \rightarrow \mathrm{b^3Π_{0^+}}$跃迁具有高的对角夫兰克-康登因子和窄的线宽，是实现分子窄线激光冷却的理想跃迁。为了证实这一预测，我们对超冷的$^{41}$ K $^{87}$ Rb分子进行了光学和微波光谱学研究，并确定了$\mathrm{X^1Σ^+} (v''=0) \rightarrow \mathrm{b^3Π_{0^+}} (v'=0)$跃迁的线宽（$2π\times$ 4.9（4）kHz）和Franck-Condon因子（0.9474（1））。这一结果为在亚微开尔文温度下全光学生产极性分子打开了大门。
2013-11-13 physics.atom-ph
Electromagnetically Induced Transparency (EIT) aided cooling of strontium atoms
针对碱土金属原子两阶段多普勒冷却中第二阶段俘获效率低的问题，提出利用电磁感应透明辅助冷却锶原子，以提升窄线跃迁冷却的原子转移效率。
2023-11-14 physics.atom-ph
Dual-Frequency Absorption Spectroscopy in Laser-Cooled Rubidium Atoms: Theoretical Modeling and Experiment
本文研究激光冷却铷原子中的双频吸收光谱，通过密度矩阵多能级模型精确模拟磁场和双光子失谐等条件下的DFAS共振特性，并展示其在CPT钟激光稳频和集成MOT光学频率标准中的应用潜力。
2025-08-25 physics.atom-ph quant-ph
Watt-level blue light for precision spectroscopy, laser cooling and trapping of strontium and cadmium atoms
高功率和窄线宽激光是原子物理学的重要工具，例如用于激光冷却和捕获以及精密光谱学。在这里，我们产生瓦级激光辐射在457.49 nm和460.86 nm的镉和锶原子的冷却跃迁的各自的相关性。这是通过kHz线宽垂直外腔面发射激光器（VECSEL）的倍频实现的，该激光器基于新颖的增益芯片设计，能够在915-928 nm区域中以> 2 W发射激光。在额外的倍增阶段之后，在原子束上进行228.89 nm处的$^1S_0\to{}^1P_1$镉跃迁的光谱学，在深紫外中在超过4 GHz的单个连续扫描中观察到来自所有八种天然同位素的所有跃迁。确定了Cd-114跃迁频率的绝对值以及相对于该跃迁的同位素位移，其中一些位移的值是首次提供的
2021-04-24 physics.atom-ph physics.optics
Microwave sidebands for laser cooling by direct modulation of a tapered amplifier
原子的激光冷却通常需要几个激光频率。例如，碱性原子被两个频率差在千兆赫范围内的激光器冷却。这种差距不能用简单的移位技术来弥补。在这里，我们提出了一种在6.6 GHz的边带产生的方法，通过调制的锥形放大器，这是由未调制的主激光播种的电流。边带使得能够在基于芯片的磁光阱中捕获1.1*10^9个铷87原子。与主激光器的直接调制相比，该方法允许容易的实施、在宽频率范围内的快速调整以及用于操纵和检测的未调制光的同时提取。低功耗、小尺寸和多频率适用性使其应用范围广泛，从基于原子的移动传感器到分子的激光冷却。
2013-06-26 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Laser cooling in a chip-scale platform
围绕微加工碱蒸汽电池构建的芯片级原子器件处于紧凑型计量和原子传感器的最前沿。我们展示了一个微制造的蒸汽电池，是主动抽到超高真空（UHV），以实现激光冷却。光栅磁光阱（GMOT）与4 mm厚的硅/玻璃真空室结合，以证明一个完全小型化的激光冷却平台的可行性。铷中的两步光激发过程用于克服GMOT成像的表面散射限制。微制造的UHV电池所提供的明确的小型化和形式可定制性为未来的紧凑型冷原子传感器提供了一个有前途的平台。
2020-05-12 physics.atom-ph physics.ins-det physics.optics
Laser Cooling with Adiabatic Transfer on a Raman Transition
利用窄线宽光学跃迁实现了一种新的激光冷却机制。反向传播的激光束在频率上被扫描以引起基态和激发态之间的绝热转移，并且多普勒频移提供时间排序，其确保相关联的光子反冲与粒子的运动相反。我们现在将这种技术扩展到$^{87}$ Rb，它没有窄线宽的光学跃迁，通过使用人工窄双光子拉曼跃迁。该冷却机制能够施加大的力来压缩原子系综的相空间，而不依赖于自发发射，从而为其在冷却缺乏闭合循环转变的分子或其他粒子中的潜在用途提供进一步的支持。由于绝热传输的动态是至关重要的拉曼SWAP冷却的可行性评估，我们还开发了一个通用的模型，拉曼朗道-齐纳过渡存在的自由空间散射。
2018-05-11 physics.atom-ph quant-ph
Collisional Redistribution Laser Cooling of a High Pressure Atomic Gas
我们描述了通过辐射的碰撞再分布演示原子气体的激光冷却的测量。该实验使用铷原子在几百巴的氩气缓冲气体压力的存在。稠密气体中的频繁碰撞使远红失谐光场瞬时转变为共振，而自发发射发生在接近未扰动原子跃迁频率的位置。冷却的证据是通过热成像和热成像偏转光谱获得的。冷却后的气体密度大于10 $^{21}$ atoms/cm $^3$，证明了气体原子宏观系综的激光冷却。
2012-01-02 cond-mat.soft physics.atom-ph
Optimization strategies for modulation transfer spectroscopy applied to laser stabilization
我们提出了一个一般性的分析，以确定最佳的调制参数的调制转移光谱方案。结果是普遍有效的，可以应用于光谱的任何原子物种只需要知识的有效线宽$Γ_{eff}$。具有优化的斜率和幅度的信号预测为大调制指数$M$和调制频率可比的光谱过渡的自然线宽。作为竞争性实际考虑的结果，$3 \le M \le 10$范围内的调制指数已被确定为最佳。这个参数制度是实验上可访问的设置的基础上的声光调制器。本文提出了一种用于铷D2谱线的优化信号。信号的形状和调制参数的依赖性是在非常好的协议与理论描述。提出了一种实现强抑制残余调幅的实验方法。基于优化的信号，我们证明了激光器的长期稳定性，在15小时内，激光线宽为150 kHz（平均16 s），频率稳定度为18 kHz（rms）。
2020-03-26 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Development of an optimal laser for chirp cooling of positronium based on chirped pulse-train generator
本文研制并表征了一种基于啁啾脉冲串发生器的243 nm脉冲激光器，其啁啾率和线宽满足正电子素啁啾冷却需求，结合数百微焦耳脉冲能量，使Ps激光冷却实验成为可能。
2023-08-01 hep-ex physics.atom-ph physics.optics
Collisional state-changing of OH$^-$ rotations by interaction with Rb atoms in cold traps
我们采用了一个准确的，从头计算势能面（PES），它描述了分子阴离子OH $^-$（$^1Σ^+$）和中性铷原子Rb（$^2S$）之间的电子相互作用能，以评估弹性和非弹性截面在一个范围内的能量代表的条件下，在MOT陷阱的低T实验，结合激光冷却铷气体。该系统被认为是在其振动基态，而前四个旋转水平被认为是参与在这里计算的冷却和加热碰撞过程。相应的冷却和加热速率高达约35 K，从计算中获得，并与最近的结果在类似的实验中，其中他是当前阴离子的伴侣原子。
2018-07-30 physics.atom-ph physics.chem-ph
Rubidium spectroscopy at high-pressure buffer gas conditions: detailed balance in the optical interaction of an absorber coupled to a reservoir
原子和分子的光谱学是一个通常在远离热平衡条件下工作的领域。一个突出的例子是薄蒸汽的光谱学，其中泵辐射导致电子结构内的非平衡分布，该电子结构与环境很好地屏蔽。在这里，我们描述的实验工作调查的吸收和发射线的铷蒸汽受到惰性缓冲气体环境的压力为100至200巴，通常的气相和液-固状态的条件之间的政权插值。稠密缓冲气体样品中频繁的弹性碰撞引起与环境的大耦合。我们给出了一个详细的说明最近的观察肯纳德Stepanov缩放，玻尔兹曼像吸收和发射曲线之间的热力学频率标度，原子和分子的铷物种在气体环境中。我们的观察被解释为由于碱金属惰性气体子流形在基态和电子激发态分别热化。测定了高压缓冲气体D线系统的压力展宽和位移。我们还讨论了一些前景，包括碰撞激光冷却和光学测温的可能进展。
2019-11-28 physics.atm-clus physics.atom-ph
Narrow-line Laser Cooling by Adiabatic Transfer
我们提出并证明了一种新的激光冷却机制适用于窄线宽的光学跃迁的颗粒。通过对反向传播的激光束进行频率扫描，我们在基态和长寿命的光学激发态之间来回产生绝热转移。这些绝热转移的时间顺序由多普勒频移决定，多普勒频移确保了相关的光子反冲与粒子的运动方向相反。这最终导致能够经由弱转变施加大的力并且减少对自发发射的依赖的稳健的冷却机制。我们提出了一个简单直观的模型所产生的摩擦力，并直接证明其功效，增加原子系综的总相空间密度。我们依赖于模拟和实验研究，使用7.5 kHz线宽$^1$ S $_0$ $^3$ P $_1$过渡在$^{88}$ Sr。减少依赖自发发射可能允许这种绝热扫描方法是一个有用的工具，用于冷却粒子，缺乏封闭的循环过渡，如分子。
2017-07-06 physics.atom-ph
Spectroscopy of cold rubidium Rydberg atoms for applications in quantum information
处于高激发态（里德伯态）的原子具有许多独特的性质，这使得它们在量子信息中的应用具有吸引力。这些是大的偶极矩，寿命和极化率，以及里德伯原子之间的强长程相互作用。激光冷却和精密光谱学的实验方法使得能够捕获和操纵单个里德伯原子，并将它们应用于基于光阱中的单个中性原子的量子计算机的量子比特上的量子门的实际实现。本文综述了作者在俄罗斯科学院罗扎诺夫半导体物理研究所和新西伯利亚国立大学进行的关于磁光阱中冷铷里德伯原子的激光和微波光谱及其在量子信息中的可能应用的实验和理论工作。我们还简要回顾了其他团体在这方面所做的研究。
2016-05-24 physics.atom-ph quant-ph
Laser Cooling by Collisional Redistribution of Radiation
光辐射可以冷却物质的一般观点早在1929年就由普林斯海姆提出了。稀释原子气体的多普勒冷却是这一概念的一个非常成功的应用，最近在多级系统中的反斯托克斯冷却已经被探索，最终在固体的光学制冷。辐射的碰撞再分布是一种被提出的不同的冷却机制，涉及原子两能级系统，尽管在中等密度气体中的实验研究迄今为止还没有达到冷却机制。在这里，我们实验证明激光冷却的原子气体的碰撞辐射的再分布的基础上，使用铷原子受到230巴的氩气缓冲气体压力。超密气体中频繁的碰撞使远红失谐的激光束瞬时地转变为共振，而自发衰变发生在接近未扰动的原子共振频率处。在每个激发循环期间，从致密原子样品中提取热能k_B T量级的动能。在使用热非隔离样品的原理实验的证明中，我们实验性地证明了66 K的相对冷却。冷却后的气体密度比多普勒冷却实验中的典型值高出10个数量级以上，冷却功率达到87 mW。未来的前景表明，效果包括研究过冷超过均匀核化温度和光学制冷机。
2009-09-24 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Laser cooling to quantum degeneracy
本文报道了锶原子气体中的玻色-爱因斯坦凝聚（BEC），它是以激光冷却作为唯一的冷却机制。在窄线宽过渡上连续多普勒冷却到低于1 \muK的样品内形成冷凝物。BEC的临界相空间密度在样品的中心区域达到，其中原子对于激光冷却光子是透明的。在这个区域的密度增加了一个额外的偶极陷阱电位。通过弹性碰撞，在该中心区域中的气体和周围的云的激光冷却部分之间建立热平衡。最多10^5个原子的凝聚体可以在100毫秒的时间尺度上重复形成，这有望产生连续的原子激光。
2013-01-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
All-fiber, near-infrared, laser system at 780nm for atom cooling
本文提出了一种基于全光纤器件的780nm激光系统，通过放大和倍频1560nm半导体激光实现，具有低幅度噪声和窄线宽，适用于Rb原子的冷却与俘获。
2024-07-17 physics.atom-ph physics.ins-det quant-ph
Collimated, single-pass atom source from a pulsed alkali metal dispenser for laser-cooling experiments
我们发展了一种改进的方案，在< 10^-10 μ m超高真空条件下，从定向碱金属分配器将原子装入磁光阱（MOT）。一个电流驱动的分配器被一个保持在< 0 ℃的冷吸收“护罩”包围，泵送铷原子而不是直接进入MOT。这几乎消除了背景碱原子，并减少了通常与这些设备相关的有害压力上升。该系统可以很好地描述为电流控制、快速切换、双温度热束，并用于加载3 × 10^8个原子的MOT。
2004-11-05 physics.atom-ph
Laser cooling of trapped ytterbium ions with an ultraviolet diode laser
我们展示了一个紫外二极管激光系统的冷却被困镱离子。激光功率和线宽与以前的基于谐振倍频的系统相当，但该系统更简单，更鲁棒，更便宜。我们使用激光系统来冷却限制在线性保罗陷阱中的少量镱离子。从观测到的光谱，我们推断最终温度< 270 mK。
2005-11-29 physics.atom-ph
Narrow Line Cooling and Momentum-Space Crystals
窄谱线激光冷却正在推进从基础原子物理学研究到高精度光学频率标准的实验前沿。在本文中，我们提出了一个广泛的描述的系统和必要的技术，实现689 nm 1 S 0 - 3 P1窄线冷却的原子88 Sr。窄线冷却和捕获动力学也进行了详细研究。通过控制功率展宽跃迁线宽和单光子反冲频移的相对大小，我们表明，它是可能的连续桥接半经典和量子力学冷却之间的差距。新的半经典冷却过程，其中一些是密切相关的重力，也进行了探讨。此外，对于以上的原子共振调谐的激光频率，我们证明动量空间晶体包含多达26个明确定义的晶格点。重力辅助冷却也可以用蓝色失谐光来实现。理论上，我们发现蓝失谐动力学是普遍的多普勒限制系统。本文对窄谱线激光冷却作了迄今为止最全面的研究。
2004-07-02 physics.atom-ph physics.optics
Sub-Doppler laser cooling and magnetic trapping of erbium
我们研究磁光和磁陷铒的冷却机制。我们发现有效的子多普勒冷却在我们的陷阱，它可以坚持即使在大磁场由于近简并的两个朗德g因子。此外，一个连续加载的磁阱证明，我们观察到的温度低于25微开尔文。这些有利的冷却和俘获特性为稀土原子物理学提供了许多科学可能性，包括窄线宽激光冷却和光谱学，独特的碰撞研究，以及具有长程磁偶极耦合的简并玻色子和费米子气体。
2008-02-06 physics.atom-ph quant-ph
Laser Cooling by Sawtooth Wave Adiabatic Passage
我们提供了一个理论分析，最近证明的冷却方法。二能级粒子在与反向传播的激光束相互作用时经历连续的绝热转移，所述激光束在过渡频率上反复扫描。我们表明，窄线宽的过渡粒子可以被冷却到附近的反冲极限。与多普勒冷却相比，这种冷却机制对自发发射的依赖性降低，因此显示出应用于缺乏闭合循环转变的系统（例如分子）的前景。
2018-06-08 physics.atom-ph quant-ph
Characterization of a high-power tapered semiconductor amplifier system
我们研制了一套经单模光纤放大后输出功率达200 mW的780 nm半导体激光放大器。该系统基于锥形半导体增益元件，其放大窄线宽二极管激光器的输出。增益和饱和度作为工作温度和注入电流的函数进行了讨论。用光栅光谱仪研究了放大器的光谱特性。放大的自发发射（ASE）产生一个宽为4 nm的光谱背景。通过适当选择工作电流和温度，并通过单模光纤发送光，ASE背景被抑制到低于我们的检测限。最终的ASE谱密度小于0.1nW/MHz，即小于光功率的0.2%。与铷的$Γ/2π=6$ MHz的光学跃迁线宽相关，这给出了优于-82 dB的背景抑制。光束质量的指示由高达59%的光纤耦合效率提供。讨论了该放大系统作为原子光学实验光源的应用。
2000-04-19 physics.atom-ph physics.optics
A versatile laser system for experiments with cold atomic gases
我们描述了一个简单而紧凑的架构，用于产生所需的所有光学频率的激光冷却，状态准备和检测的原子在超冷铷-87实验从一个单一的780 nm的激光源。特别地，远离冷却转变6.5 GHz的再泵浦光$\sim$通过使用反馈回路配置中的高带宽光纤耦合电光调制器（EOM）来生成。环形再泵浦光产生方案解决了光纤电光调制器有限的功率处理能力特性的问题。我们通过建立一个高原子数的磁光阱（MOT）来演示该系统的功能
2012-09-25 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
A 750 mW, continuous-wave, solid-state laser source at 313 nm for cooling and manipulating trapped 9Be+ ions
我们提出了一个固体激光器系统，产生750 mW的连续波单频输出在313 nm。使用1550 nm和1051 nm的光纤激光器产生的和频在626 nm处产生高达2 W。这种可见光然后通过腔增强的二次谐波产生转换为UV。激光输出可以在495 GHz范围内调谐，其中包括9 Be+激光冷却和再泵浦跃迁。这是第一次报告的窄线宽激光系统具有足够的功率来执行容错量子门操作与捕获的9Be+离子通过使用受激拉曼跃迁。
2011-05-26 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
A single-mode external cavity diode laser using an intra-cavity atomic Faraday filter with short-term linewidth $<400$ kHz and long-term stability of $<1$ MHz
我们报告的二极管激光系统的发展-“法拉第激光器”-使用原子法拉第过滤器作为频率选择元件。与提供可调谐输出频率但需要额外控制系统以实现稳定输出频率的典型外腔二极管激光器系统相比，我们的系统仅在由内部原子法拉第滤波器的峰值传输频率设定的单个频率下发射激光。我们的系统具有短期和长期的稳定性小于1 MHz，这是小于碱金属原子的D-线的自然线宽，使类似的系统适合用作“交钥匙”解决方案的激光冷却实验。
2016-07-07 physics.atom-ph physics.ins-det quant-ph
