Long-term stabilization of the length of an optical reference cavity
为了获得光学参考腔的高度长期长度稳定性，其自由光谱范围通过精确且稳定的频率合成器来锁定。锁定方案是双重的：激光器被锁定在参考法布里-珀罗腔的N $^{th}$模式上，并且部分激光在频率上移动以与腔的（N+1）$^{th}$模式谐振。这种位移是由安装在双通方案中的声光调制器（AOM）产生的，与参考腔的自由光谱范围的一半相匹配。所得到的腔的长度的绝对稳定达到每秒10个$^{-11}$水平，受限于锁定转移特性和AOM控制合成器的频率稳定性。
2005-09-16 physics.atom-ph
Developing a field independent frequency reference by averaging over transitions to multiple hyperfine levels
我们表明，通过平均过渡到多个超精细水平，四极位移和主导塞曼效应完全取消时，核自旋，我，至少是一样大的总电子角动量，J.的平均频率，从而定义了一个频率参考，这是固有的独立外部磁场和电场梯度。我们使用Lu+来说明该方法，虽然该方法可以很容易地适应其他原子物种。这种方法实际上消除了许多时钟候选者的四极和塞曼移位考虑。
2014-11-03 physics.atom-ph quant-ph
Absolute frequency references at 1529 nm and 1560 nm using modulation transfer spectroscopy
利用$^{87}$ Rb调制转移光谱技术实现了电信C波段的双光频基准（1529 nm和1560 nm）。两个参考频率由5S $_{1/2} F=2 \rightarrow $ 5P $_{3/2} F'=3$两电平和5S $_{1/2} F=2 \rightarrow $ 5P $_{3/2} F'=3 \rightarrow $ 4D $_{5/2} F"=4$梯形跃迁定义。我们检查的灵敏度的频率稳定探头功率和磁场波动，计算其频率偏移由于剩余幅度调制，并估计其偏移由于气体碰撞。根据两个跃迁的误差信号斜率估计短期Allan偏差。我们的方案提供了一个简单和高性能的系统，在这些重要的波长的参考。我们估计$\sim$ 1 kHz的绝对精度是现实的。
2015-09-22 physics.atom-ph
Multi-ion frequency reference using dynamical decoupling
本研究在基于 $^{40}\mathrm{Ca}^+$ 的多离子频率参考中实现连续动力学解耦方案，利用射频修饰场抑制电四极频移等主要频移并延长相干时间，为多离子钟及囚禁离子量子计算提供新方法。
2023-11-22 physics.atom-ph quant-ph
Reference Quadrupole Moments of Transition Elements from Lamb Shifts in Muonic Atoms
Technion-Israel Institute of Technology（以色列理工学院）；ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；Sorbonne Université, CNRS, ENS-PSL Research University, Collège de France（索邦大学、法国国家科学研究中心、巴黎文理研究大学、法兰西公学院）
提出利用低温微量热计测量缪子原子2s-2p跃迁的兰姆位移，以高精度确定轻过渡元素（Z=23-30）的绝对电四极矩，可将不确定度降低一个数量级。
2026-06-11 nucl-ex physics.atom-ph
Vapor-cell frequency reference for short-wavelength transitions in neutral calcium
我们研究了碲分子（Te $_2$）在423 nm $^1S_0-^1P_1$和431 nm $^3P_1-^3P_0$跃迁附近的光谱。这些跃迁与用于原子束表征和冷却（423 nm）以及增强检测（431 nm）的光学时钟有关。使用的Te $_2$蒸气室作为频率参考有许多优点，比其他激光稳定技术，我们讨论了一个应用程序来测量由于二阶多普勒频移的不稳定性在钙束时钟。
2018-06-12 physics.atom-ph physics.ins-det physics.optics
Magnetic blackbody shift of hyperfine transitions for atomic clocks
我们推导出一个表达式的磁黑体位移的超精细过渡，如铯的主要参考过渡，它定义了第二个。我们发现，这种位移是温度的复杂函数，并且只在高温极限下与T^2有关。我们还计算了被提出作为新的原子钟跃迁的基态p_1/2超精细跃迁的位移。在这种情况下，与p_3/2精细结构多重态的相互作用可能是主要的影响。
2009-10-12 physics.atom-ph
Characteristics of long-lived persistent spectral holes in $Eu^{3+}:Y_{2}SiO_{5}$ at $1.2~K$
研究了$Eu^{3+}:Y_{2}SiO_{5}$（0.5%）体系中$1.2$开尔文温度下1晶位处的与频率计量有关的持续光谱空穴（SH）的性质。已经可靠地实现了小至$0.6~kHz$的孔线宽。理论预测的$T^4$依赖的频率偏移与温度已被证实具有高精度。$1.15~K$和$4.1~K$之间的SH频率的热滞后被测量为分数小于$6\cdot10^{-3}$。在最初燃烧了一个大的合奏SH，他们的性质进行了研究，在长时间尺度上探测不同的子集在不同的时间。在烧伤后49天，如果在此期间不进行审讯，仍然可以观察到SHS。在此期间，SH线宽从$4$增加到$5.5~kHz$，吸收对比度从35%降低到15%。在14天的时间间隔内，以前未扰动的光谱孔的绝对光学频率测量相对于GPS监测的主动H脉泽，使用飞秒频率梳。分数频率漂移率表现出的上限为$2.3\cdot10^{-19} s^{-1}$，65倍小于最严格的限制。
2018-11-20 physics.atom-ph
Collisional $^{3}$He and $^{129}$Xe frequency shifts in Rb--noble-gas mixtures
费米接触相互作用的特点碰撞自旋交换的惰性气体与碱金属蒸气也引起了NMR和EPR的频率移动的惰性气体核和碱金属原子，分别。利用以前测量的Rb-$^{3}$ He的$κ_{0}$值，我们测量了表征Rb-$^{129}$在高压极限下的这些位移的增强因子$κ_{0}$为493 $\pm$ 31。该结果允许精确的$^{129}$旋光测定，而不需要参考热平衡NMR信号。
2011-01-21 physics.atom-ph
Interaction-enhanced double resonance in cold gases
本文研究了一种基于相互作用引起的探测跃迁频率调制的量子气体双共振光谱。多能级原子的态间相互作用引起原子态间跃迁的相干性依赖的碰撞位移|1>和|2>由于国家的非零人口|3>。因此，探测跃迁的频率|1>-|2>经历与状态之间的拉比振荡相关的振荡|1>和|3>在驱动共振的连续激励下|1>-|3>。这样的动态频移导致在探测频率处的电磁吸收的变化，因此，与传统的“烧孔”相比，大大提高了双共振光谱的灵敏度，这仅仅是由于初始状态的布居减少|1>。特别是，它已被证明，共振线宽是由接触位移的大小和驱动场的振幅，并不依赖于静态场梯度。计算的谱线形状和宽度与二维氢原子低温电子-核双共振谱一致。
2011-07-05 physics.atom-ph quant-ph
Validating a lutetium frequency reference
本文回顾了单电离镥频率参考的开发进展，论证了通过同装置内两跃迁频率比测量可实现低至$10^{-19}$量级的不准确度，并有效排除相对论频移以验证远程系统性能。
2024-04-25 physics.atom-ph quant-ph
High-sensitivity measurement of Rydberg population via two-photon excitation in atomic vapour using optical heterodyne detection technique
我们提出了一种基于光外差探测的方法来测量热原子蒸气中的里德伯布居数。该技术使用远离铷的D2线共振的探测光束以及频率偏移800 MHz的参考光束，其中存在通过双光子共振耦合到里德伯态的耦合激光。探测光束、参考光束和耦合光束的偏振被适当地选择，使得仅探测光束经历由于双光子过程引起的非线性相移，该非线性相移是使用光学外差检测技术相对于参考光束的相移测量的。我们表明，该技术具有灵敏度，以测量几个$μ$ rad的顺序的最小相移。我们用一个合适的三能级原子双光子激发模型证明了实验中测得的最小相移对应于$10^{-5}$量级的里德堡布居数。对于给定的激光参数，相应的探测吸收为$10^{-7}$量级。我们证明，这种技术是不敏感的偏振杂质或波动的光束。该技术特别适用于在热蒸汽中通过双光子激发测量里德伯布居，其中多通道板（MCP）可能相对难以实现。在适当的激光参数下，也可用于超冷原子样品的分析。
2018-02-19 physics.atom-ph quant-ph
Atomic Combination Clocks
原子钟使用原子跃迁作为频率参考。原子跃迁对外部场的敏感性限制了时钟的稳定性，并引入了系统的频率偏移。在这里，我们建议实现一个原子钟，利用纠缠叠加态的多个原子物种，其中的参考频率是一个单独的过渡频率的总和。选择叠加，使得各个物种中相应跃迁的敏感性发生破坏性干扰，从而提高稳定性并减少系统漂移。我们提出并分析了两个这样的组合的例子。第一种方法利用$^{40}$ Ca $^+$- $^{174}$ Yb $^+$双离子晶体中的光学四极跃迁。第二个是一个$^{88}$ Sr $^+$离子和三个$^{202}$ Hg $^+$离子的光学四极跃迁的叠加。这些组合降低了对外部磁场和黑体辐射的敏感性。
2017-09-05 physics.atom-ph quant-ph
