Bose-Einstein condensation on an atom chip
报道了在原子芯片上产生玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的实验。基于芯片的Z线电流和均匀偏置磁场产生紧密的磁阱，这允许快速产生BEC。经过4.17秒的强制射频蒸发冷却后，出现了约3000个原子的冷凝物。转变温度约为300nK。这个紧凑的系统是相当强大的，允许多功能的扩展和BEC的进一步研究。
2008-12-15 physics.atom-ph
Ex Vacuo Atom Chip Bose-Einstein Condensate (BEC)
与定制薄壁真空室结合使用的Ex vacuum原子芯片，使得能够快速替换用于磁捕获冷原子实验的原子芯片。原子被捕获在使用高功率原子芯片产生的$>2$ kHz磁阱中。薄壁真空室允许原子被捕获在距离位于真空系统外部的原子芯片导体$\lesssim1$ mm处。将原子芯片放置在真空之外简化了电气连接并改善了热管理。使用多引线Z线芯片设计，用外部原子芯片产生玻色-爱因斯坦凝聚体。在用新设计的交叉线芯片替换Z线芯片的同时保持真空和光学条件。原子芯片被交换，在不到三个小时的时间内实现了初始磁阱。
2016-08-16 physics.atom-ph
Chip-integrated voltage sources for control of trapped ions
捕获离子量子信息处理器提供了许多优点，可以在大量量子比特上实现高保真操作，但目前的实验需要庞大的外部设备来对许多离子进行经典和量子控制。我们证明了低温操作的离子阱，采用单片集成的高电压CMOS电子（$\pm 8\mathrm{V}$全摆幅）产生表面电极控制电位，而不需要外部的模拟电压源。串行总线对单个芯片内的16个数模转换器（DAC）的阵列进行编程，这些DAC向芯片上的分段电极施加电压以控制离子运动。此外，我们提出了一个集成电路，使用模拟开关，以减少电压噪声的陷阱电极上，由于集成放大器超过$50\mathrm{dB}$。我们验证了我们的集成电子的功能，通过执行诊断与捕获的离子，并发现噪声和速度性能类似，我们观察到使用外部控制元件。
2018-10-16 physics.atom-ph quant-ph
Experimental study of the role of trap symmetry in an atom-chip interferometer above the Bose-Einstein condensation threshold
本文报道了在玻色-爱因斯坦凝聚阈值以上超冷铷87原子的原子-芯片干涉仪的实验研究。在干涉仪序列期间，观察到的对比度衰减时间与温度和陷阱对称度的相关性与发表在[Dupont-Nivet et al.，NJP 18，113012（2016）]。这些结果为捕获热原子的精确测量铺平了道路。
2018-01-16 physics.atom-ph
Bose-Einstein condensation on a superconducting atom chip
我们在低温环境下仅用超导导线在原子芯片上制备了玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）。我们在100 nK的温度下观察到10^4个原子的凝聚开始。这一结果为研究BEC与超导表面相互作用中的原子损耗和退相干开辟了道路。在小而致密的原子样品中，长寿命里德伯原子的偶极阻塞研究正在进行中。
2008-01-23 physics.atom-ph
Optically Tailored Trapping Geometries for Ultracold Atoms on a Type-II Superconducting Chip
超导原子芯片在实现对超冷原子的囚禁结构方面具有非常显著的优势。我们扩展这些优势，进一步发展的能力，动态定制的超导陷阱架构。通过将光学图像转移到超导膜的表面上来加热超导膜的选定部分，我们能够改变电流密度分布并产生所需的捕获电势。这种方法使我们能够改变磁阱的形状和结构，从而在原子电子学中实现多方面的应用。
2019-05-09 cond-mat.supr-con physics.atom-ph quant-ph
Integrated magneto-optical traps on a chip
通过在硅片上刻蚀金字塔，我们将磁光阱（MOT）集成到原子芯片中。这些已被用来直接从室温的铷蒸气中捕获芯片上的原子。这种新的原子捕获方法提供了一种简单的方法，在同一芯片上集成多个原子源。它代表了原子芯片技术的重大进步，并为原子芯片应用提供了新的可能性，例如在芯片上集成单个原子或光子源和分子。
2009-05-06 physics.atom-ph
A planar ion trap chip with integrated structures for an adjustable magnetic field gradient
我们提出了一个分段的表面离子阱集成载流结构的设计，制造和表征。后者产生空间变化的磁场，这是离子有效自旋之间的磁梯度感应耦合所必需的。我们证明了172 Yb+离子的字符串的捕获，表征的陷阱和地图磁场的射频-光学双共振光谱的性能。此外，我们应用和表征的磁梯度，并证明在一个字符串的三个离子使用RF辐射的个人寻址。
2013-09-30 physics.atom-ph quant-ph
Bose-Einstein Condensation in an electro-pneumatically transformed quadrupole-Ioffe magnetic trap
本文报道了一种利用电驱动原子转移到四极-Ioffe磁阱（QUIC阱）中制备$^{87}$ Rb原子玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的新方法。将来自磁光阱的5个以上的$\times$ $10^{8}$原子加载到球形四极阱中，然后通过将Ioffe线圈向四极线圈的中心移动，从而改变四极阱中心与Ioffe线圈之间的距离，将这些原子转移到Ioffe阱中。转换效率大于80%。这种方法不同于将原子加载到QUIC阱中的常规方法，其中通过改变四极和Ioffe线圈中的电流将球形四极阱变换成QUIC阱。然后通过强制rf蒸发冷却来增加相空间密度，以实现具有多于$10^{5}$原子的玻色-爱因斯坦凝聚。
2014-08-20 physics.atom-ph quant-ph
Bose-Einstein-condensate source on an optical-grating-based atom chip for quantum sensor applications
本文提出在单个光栅原子芯片上集成激光冷却、光栅磁光阱和强制蒸发，仅用一束冷却光制备出6×10^4个铷-87原子的玻色-爱因斯坦凝聚体，显著提升了冷原子惯性传感器在恶劣现场环境中的鲁棒性与可靠性。
2025-01-06 physics.atom-ph
Microwave-stimulated Raman adiabatic passage in a Bose-Einstein condensate on an atom chip
本文报道了在微波频率范围内，磁囚禁在原子芯片附近的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）内态之间的受激拉曼绝热通过（STIRAP）。本实验中使用的STIRAP协议对外部扰动是鲁棒的，因为它是绝热传输，并且功率高效，因为它仅涉及谐振（或准谐振）过程。考虑到损失和碰撞的影响，在非线性布洛赫方程模型，我们表明，最大的传输效率获得非零值的单光子和双光子失谐，这是定量证实了我们的实验测量。
2015-03-18 physics.atom-ph
Fabrication of Magneto-Optical Atom Traps on a Chip
超冷原子可以使用被称为原子芯片的微制造设备来操纵。这些在传感、计量和量子信息处理中具有重要的应用潜力。到目前为止，通过将原子从外部宏观磁光阱（MOT）转移到芯片上的微观阱中来加载芯片。这种转移涉及一系列步骤，使实验过程复杂化并导致原子损失。在本文中，我们提出了一种设计，将一个凹面棱锥镜与一个方形线环相结合，将MOT集成到硅片上。我们描述了如何制造这样的陷阱阵列，我们目前的芯片的磁，热和光学性能。
2008-04-29 physics.atom-ph
Box traps on an atom chip for one-dimensional quantum gases
我们提出了在原子芯片上实现超冷气体的定制捕获势。我们实现了高度细长的陷阱与盒状限制沿长，轴向方向与传统的谐波限制沿两个径向方向相结合。介绍了原子芯片和盒阱的设计、制作和性能测试。我们加载超冷（$\lesssim1 μ$ K）云的$^{87}$ Rb在一个盒子陷阱，并证明玻色气体聚焦作为一种手段来表征这些原子云在任意形状的潜力。我们的结果表明，原子芯片上的盒状轴向势对于一维量子气体的研究是非常有希望的。
2009-11-27 physics.atom-ph
Magneto-optical Trapping through a Transparent Silicon Carbide Atom Chip
我们证明了在磁光阱中捕获大约一亿个铷原子的可能性，其中几个光束穿过安装在真空室壁上的透明原子芯片。该芯片由沉积在碳化硅衬底上的金微电路制成，具有良好的导热性。我们展示了如何回射配置可以有效地解决芯片的双折射问题，允许原子捕获在任意距离的芯片。我们还演示了通过芯片检测，授予大数值孔径。这种配置相比，其他原子芯片器件，并讨论了一些可能的应用。
2011-09-09 physics.atom-ph physics.optics
An Atom Michelson Interferometer on a Chip Using a Bose-Einstein Condensate
原子迈克耳孙干涉仪是在"原子芯片"上实现的。"该芯片使用光刻图案的导体和外部磁场来产生和引导玻色-爱因斯坦凝聚体。凝聚态原子的分裂、反射和重组是通过波矢沿原子波导排列的驻波光场来实现的。通过磁场梯度或初始凝聚速度引入干涉仪两臂之间的差分相移。在原子传播时间为10 ms时，仍然可以观察到20%的干涉对比度。
2004-07-27 cond-mat.other cond-mat.soft physics.atom-ph
Bose-Einstein Condensation on a Permanent-Magnet Atom Chip
我们在基于周期磁化录像带的永磁体原子芯片上产生了玻色-爱因斯坦凝聚体。我们观察到的膨胀和动力学的冷凝物中的一个微观波导接近表面。原子在该电介质材料附近保持被捕获的寿命显著长于相同厚度的金属表面上方。这些结果说明了微观永磁体结构的量子相干制备和操纵冷原子的适用性。
2005-10-13 cond-mat.other physics.atom-ph
Engineering of Microfabricated Ion Traps and Integration of Advanced On-Chip Features
囚禁的原子离子是量子物理基础研究的一个有效工具。近年来，它们已经成为几种实用技术的最有前途的候选者之一，包括量子计算机，量子模拟器，原子钟，质谱仪和量子传感器。先进的制造技术，从建立和新生学科，正在部署，以创造新的，可靠的设备，以期大规模集成和商业兼容性。这篇评论将涵盖离子捕获的基本原理，然后继续讨论上述应用的离子阱的设计。我们将分析目前正在使用的微加工技术，以及促使材料和工艺选择的各种考虑因素。最后，我们讨论了目前的努力，包括先进的，片上功能到下一代离子阱。
2020-05-11 physics.app-ph physics.atom-ph quant-ph
Measurement of the trapping lifetime close to a cold metallic surface on a cryogenic atom-chip
在低温原子芯片实验中测量了磁囚禁原子的囚禁寿命。超冷原子云与沉积在超导捕获线顶部的薄金层保持固定距离。寿命的研究作为一个功能的距离表面和电线。观察到不同的制度，其中的损失率是由技术的电流噪声在电线或约翰逊-奈奎斯特噪声在金属金层，在良好的协议与理论预测。远离表面，我们观察到异常长的捕获时间的原子芯片，在10分钟的范围内。
2009-01-27 physics.atom-ph
Cavity driven Rabi oscillations between Rydberg states of atoms trapped on a superconducting atom chip
由冷原子和微波谐振器组成的混合量子系统可以实现原子自旋系统之间的腔介导的无限程相互作用，并实现用于微波到光学转换的原子量子存储器和换能器。为了实现原子与片上微波谐振器的强耦合，建议使用具有强电偶极跃迁的原子里德伯态。本文报道了在集成超导原子芯片上实现超冷原子里德堡跃迁与共面波导谐振腔微波场的相干耦合。我们观察并描述了腔驱动的原子里德堡态在非均匀电场中的拉比振荡。我们的研究证明了里德伯原子与超导电路相互作用的相干态操纵的可行性，但也揭示了挑战。
2021-05-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Programmable trap geometries with superconducting atom chips
我们利用超导薄膜在超导态的滞回特性来产生不同的超冷原子陷阱和灵活的磁势。陷阱的几何形状可以通过外部施加的场来编程。这种新的原子光学方法是通过在单个微结构上实现三种不同的陷阱类型来证明的：Z型陷阱，双陷阱和无偏场陷阱。我们的研究表明，超导体的超导态为原子光学和超冷量子气体的应用提供了一个新的多功能平台。
2010-03-29 physics.atom-ph
Low Cross-Talk Optical Addressing of Trapped-Ion Qubits Using a Novel Integrated Photonic Chip
提出一种基于新型集成光子芯片的可扩展方法，通过高折射率对比度实现微米级间距下极低串扰的囚禁离子单独光寻址，并支持任意通道数及非均匀间距，实验测得强度串扰低于 $10^{-3}$。
2023-10-20 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Electrodynamic trapping of spinless neutral atoms with an atom chip
研究了中性原子的三维电动势囚禁。通过在微米级电极上施加时变非均匀电场，对处于$^1S_0$态的近100个$10^2$锶原子进行了捕获，捕获寿命为80 ms。为了设计电极，我们对电场进行了数值分析，并模拟了原子在阱中的运动轨迹，结果与实验结果吻合较好。
2006-03-20 physics.atom-ph
Efficient Direct Evaporative Cooling in an Atom Chip Magnetic Trap
我们证明了直接蒸发冷却的$^{87}$ Rb原子限制在一个由原子芯片产生的酒窝陷阱。通过改变两个芯片电流和两个外部偏置场，我们从理论上表明，陷阱的深度可以降低在一个受控的方式，在陷阱的频率或在陷阱中心的字段的值没有变化。在实验中，我们通过允许陷阱的一些松动来最大化陷阱深度的减小。总的来说，我们将陷阱深度减少了20倍。陷阱频率的几何平均值减少了不到6倍。在最后两个阶段测得的相空间密度增加了两个以上的数量级，我们估计在整个序列增加了四个数量级。随后的射频蒸发扫描只有几兆赫产生玻色-爱因斯坦凝聚体。我们还产生了冷凝物，其中提高陷阱底部将较热的原子推入以5MHz的固定频率工作的rf“刀”中。
2013-05-27 physics.atom-ph
Trapping ultracold atoms at 100 nm from a chip surface in a 0.7-micrometer-period magnetic lattice
我们报道了超冷~（87）Rb原子在原子芯片上的0.7微米周期的二维三角形磁晶格中的囚禁。磁性晶格是由光刻图案化的磁性Co/Pd多层膜加上偏置场产生的。处于F=1，mF=-1低场寻找状态的铷原子被捕获在离芯片表面低至约100 nm的估计距离处，并且计算的平均捕获频率高达800 kHz。被捕获在磁晶格中的原子的测量寿命在0.4 - 1.7 ms的范围内，取决于从芯片表面的距离。模型计算表明，陷阱的寿命目前主要是有限的损失，由于表面诱导的热蒸发后的原子从Z线陷阱加载到非常紧密的磁晶格陷阱，而不是由基本的损失过程，如表面相互作用，三体复合或自旋翻转由于约翰逊磁噪声。在0.7微米周期的磁晶格中捕获原子是使用磁晶格进行量子隧穿实验和模拟非平凡晶格几何中的凝聚态和多体现象的重要一步。
2017-08-09 physics.atom-ph
Efficiently-coupled microring circuit for on-chip cavity QED with trapped atoms
我们提出了一个完整的制作研究的一个有效的耦合微波光路量身定制的腔量子电动力学（QED）与囚禁原子。这种微结构制作在透明薄膜上，在宽频带内具有高的真空光纤边缘耦合效率。此外，总线波导滑轮耦合器实现了在两个铯D线频率下与微环的临界耦合，而在铯“魔术”波长下实现了高耦合效率，用于在微环上方创建双色倏逝场陷阱的晶格。所提出的平台有望实现一个强大的原子-纳米光子混合量子器件。
2020-10-22 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Production of Sodium Bose--Einstein condensates in an optical dimple trap
本文报道了钠玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）在一个组合的红失谐光偶极阱中的实现，该光偶极阱是由两束在水平面上交叉的光束和一个垂直传播的紧聚焦的凹坑阱构成的。我们产生BEC在三个主要步骤：加载的交叉偶极陷阱从激光冷却原子，中间蒸发冷却阶段，从而导致有效加载的辅助凹坑陷阱，和最后的蒸发冷却阶段中的凹坑陷阱。我们的协议是在一个紧凑的设置，并允许我们达到量子简并，即使相对温和的初始原子数和可用的激光功率。
2011-05-06 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
On loading of a magneto-optical trap on an atom-chip with U-wire quadrupole field
研究了U形线产生的类四极磁场对原子芯片上磁光阱（MOT）中$^{87}Rb$冷原子加载的影响。模拟结果表明，四极场分布和四极场中心随U形线电流和偏置场值的变化而变化。模拟结果表明，产生的场形与理想四极场的相似性主要取决于U形线电流和偏置磁场的大小。在MOT中观察到的被困原子的数量和它的位置也被发现依赖于四极场的配置。当场位形接近理想四极场时，MOT中被囚禁的原子数达到最大。这项研究将有助于优化的数量在MOT之前，这些冷原子在原子芯片线陷阱。
2018-01-31 physics.atom-ph
Internal Vortex Structure of a Trapped Spinor Bose-Einstein Condensate
研究了自旋为1的玻色-爱因斯坦凝聚体的内涡结构。它示出，它具有各种配置，特别是依赖于相关的散射长度和总磁化强度的比率。
1999-11-01 physics.atom-ph
On continuous loading of a U-magneto-optical trap (U-MOT) on atom-chip in ultra high vacuum
在这里，我们报告了我们的研究连续加载的U-磁光阱（U-MOT）原子芯片从背景铷（Rb）蒸汽产生的分配器源在超高真空（UHV）环境中。利用U-MOT载荷曲线，估算了MOT云位置附近的Rb蒸气分压和背景气体分压。当Rb分配器电流从2.8 A增加到3.4 A时，由于Rb蒸汽引起的估计压力从$\sim \; 1.4 \times 10^{-10}$ Torr增加到$ \sim \; 4.1 \times 10^{-9} $ Torr。分配器电流的增加也导致MOT云的负载和寿命的减少。这一研究结果对于磁阱实验具有重要的参考价值。
2019-12-17 physics.atom-ph
A dynamic magneto-optical trap for atom chips
我们描述了一个动态磁光阱（MOT）适用于真空系统中的光学访问是有限的一个单一的窗口。这种技术促进了长期以来生产集成原子芯片的愿望，与传统的真空室相比，其中许多芯片可能具有严格限制的光学访问。这种“切换MOT”依赖于音频频率下的光学和磁场的同步脉冲。陷阱的光束几何形状是使用平面镜表面获得的，并且不需要在真空室内的图案化衬底或笨重的光学器件。该设计的核心是一种新颖的磁场几何形状，它不需要外部四极或偏置线圈，这导致了一个非常紧凑的系统。我们已经实现了$^{85}$ Rb的陷阱，并表明它能够捕获200万个原子，并直接冷却到多普勒温度以下。
2016-07-28 physics.atom-ph
Noise budget of a trapped on chip cold atom Rubidium 87 clock
本研究实现了基于冷铷87原子团、Ramsey时间约600ms的片上原子钟，在无磁屏蔽、实验室日温漂数度的条件下完成搭建，并对其已知噪声开展了全面研究。
2025-06-11 physics.atom-ph
Optimal cooling strategies for magnetically trapped atomic Fermi-Bose mixtures
我们讨论了不同种类的费米-玻色混合物在磁阱中的冷却效率。通过适当选择玻色冷却器和混合物的磁俘获超精细态，实现了两种原子之间更好的热容匹配。当两个物种之间的部分空间重叠也被考虑在内，最深的费米简并得到的捕获频率比的最佳值。这可以通过用去澄清光束辅助磁阱来实现，如在费米子6Li与23 Na，87 Rb和133 Cs混合的情况下所示，对于尚未探索的6Li-87 Rb混合物找到了最佳条件。
2004-11-22 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con physics.atom-ph
Cold molecular ions on a chip
我们报道了离子阱芯片表面上分子离子的感应冷却和库仑结晶。N $_2^+$和CaH $^+$离子被限制在表面电极射频离子阱中，并通过与激光冷却的Ca $^{+}$离子的相互作用冷却到毫开尔文范围内的长期平移温度。由表面电极产生的捕获电势的配置使得能够形成平面双组分库仑晶体和分子从芯片上的原子离子的空间分离。利用分子动力学模拟对库仑晶体的结构和热性能进行了表征。本研究将基于芯片的捕获技术扩展到库仑结晶分子离子，在质谱、冷化学、量子信息科学和光谱学中具有潜在的应用。
2014-04-16 physics.atom-ph physics.chem-ph
Single vortex fluctuations in a superconducting chip as generating dephasing and spin flips in cold atom traps
我们研究捕获的冷原子由一个极端的II型超导芯片中的一个单一的涡旋线，允许钉扎和摩擦。我们评估原子的自旋翻转率和失相由于在平衡的涡旋波动，发现它们迅速衰减时，到涡旋的距离超过磁穿透长度。我们发现，有特殊的自旋取向，取决于自旋位置相对于涡，在该自旋退相大大减少，而垂直方向有一个减少的自旋翻转率。我们还表明，涡必须垂直于表面的一般形状的涡。
2012-05-08 cond-mat.supr-con physics.atom-ph
Planar Integrated Magneto Optical Trap
摘要磁光阱（MOT）是收集和制备冷原子的重要工具，具有广泛的应用。我们展示了一个平面集成的MOT通过结合一个光栅芯片和一个磁线圈芯片。平面光栅芯片将传统的六光束配置简化为单个激光束;平面线圈芯片取代了传统的圆柱形几何形状的反亥姆霍兹线圈。我们在平面集成的MOT中捕获了10^{4}个冷^{87} \text{Rb}原子，位于芯片表面上方3-9 mm处。这种新颖的配置有效地减少了体积，重量和复杂性的MOT，带来的好处，包括重力仪，时钟和量子存储器设备的应用。
2021-07-15 physics.atom-ph physics.optics
A simple method for generating Bose-Einstein condensates in a weak hybrid trap
本文报道了一种新的用于制备$^{87}$ Rb原子的玻色-爱因斯坦凝聚体的简单捕获方案。该方案采用了近红外单光束光偶极阱结合弱磁四极场用于磁光阱，以提高在轴向方向上的约束。通过在恒定磁场梯度下降低光偶极阱的激光强度，在这种弱混合阱中实现了对相变的有效强制蒸发冷却。
2010-12-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Ultra cold atoms and Bose-Einstein condensation for quantum metrology
本文简要介绍冷原子物理和玻色-爱因斯坦凝聚。介绍了光对原子的作用力、激光冷却和几种原子陷阱：磁光陷阱、偶极陷阱和磁陷阱。简要介绍了玻色-爱因斯坦凝聚及其与凝聚态物理的一些重要联系。关于原子冷却、俘获和玻色-爱因斯坦凝聚的进一步细节，读者可以参考综合评论和其他课堂讲稿。
2009-09-25 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
