A scalable narrow linewidth high power laser for barium ion optical qubit
本文验证掺铥光纤放大器可在不显著展宽种子激光线宽的情况下为钡离子光学量子比特提供高功率，并通过自外差法和离子四极光谱测得约160 Hz线宽。
2024-01-08 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Cavity linewidth narrowing with dark-state polaritons
我们进行了量子理论处理腔线宽窄化与腔内电磁感应透明（EIT）。利用腔内EIT技术，光子在腔内以腔极化激元的形式存在：亮态极化激元和暗态极化激元。亮态极化激元与激发态的强耦合引起称为真空拉比分裂的效应，而与激发态解耦的暗态极化激元引起窄腔传输窗口。我们的分析将提供一个量子理论的线宽变窄的量子场脉冲在单光子水平。
2015-04-09 quant-ph
Laser linewidth effects in quantum state discrimination by EIT
我们讨论了利用电磁修正吸收来实现原子的选择性激发：也就是说，激光激发一个跃迁，同时避免同时激发另一个跃迁，其频率与第一个跃迁的频率相同或接近。在存在电磁感应透明（EIT）的情况下可以实现的选择性受到暗态的退相干速率的限制。我们提出了这种效果的精确解析表达式，也给出了有用的见解的现象的物理模型和近似表达式。当激光频率与单光子跃迁接近共振时，EIT是实现分辨的必要条件。当激光频率远失谐时，“亮”双光子拉曼共振对于实现选择性激发是重要的，而“暗”共振（EIT）则不需要。并讨论了它在激光冷却囚禁原子中的应用。
2004-02-12 quant-ph
Two-photon linewidth of light "stopping" via electromagnetically induced transparency
我们分析了最近提出的绝热传输技术的“停止”的光使用电磁感应透明（EIT）的双光子线宽。结果表明，当探测脉冲的光谱位于EIT的初始透明窗口内，且双光子失谐量$δ$小于集体耦合强度时，可以实现光激发到原子的成功而可靠的转移（集体真空拉比频率）$g\sqrt{N}$除以$\sqrt{γT}$，其中$γ$是辐射衰变率，$N$是样品中有效原子数，$T$是脉冲持续时间。因此，在光学厚介质中，即使对于具有相当大的双光子失谐或不均匀加宽的系统，光的“存储”和检索也是可能的，具有高保真度。
2002-06-04 quant-ph
Quantum Limits to Linewidth Narrowing in Single- and Few-Atom Cavity Electromagnetically Induced Transparency
Kipu Quantum GmbH（Kipu量子有限公司）；Universidade Estadual Paulista (UNESP)（圣保罗州立大学）
该研究探究单原子至少原子腔电磁诱导透明的线宽窄化量子极限，通过Lindblad主方程推导解析模型，揭示多光子态激发的限制，提出增加原子数可抑制有害激发以降低最小线宽，为相关器件优化提供依据。
2026-09-01 quant-ph
Sub-Natural Linewidth Single Photons from a Quantum Dot
对量子点共振荧光的观察使一种新的固态方法能够产生带宽几乎与量子点跃迁的自然线宽一样窄的单光子。在这里，我们在共振荧光的Heitler机制中操作，以从单个量子点产生亚自然线宽和高相干量子光。测得的单光子带宽表现出相对于量子点跃迁的辐射线宽减少30倍，并且单光子表现出从激发激光器继承的相干特性。与此相反，强度相关测量表明，该光子源保持高度的反聚束行为的顺序的过渡寿命与消失的双光子散射概率。这种光源将立即应用于量子密码学，基于测量的量子计算，特别是在独立甚至完全不同的量子系统之间确定性地产生高保真分布式纠缠。
2011-09-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
The ultimate quantum limit to the linewidth of lasers
激光器的线宽的标准量子极限是$\ell_{0}=κ/2\bar{n}$，对于该激光器，增益介质可以被消除。这里，$κ$是强度阻尼率，而$\bar{n}$是平均光子数。这包含了来自损耗和增益过程的相等贡献，因此将线宽完全归因于来自自发增益的相位噪声的简单论点是错误的。我表明，{ \em未受激}增益过程实际上不会引入相位噪声，因此激光线宽的最终量子极限仅来自损耗，等于$\ell_{ult}= κ/4\bar{n}$。我调查了一些物理增益机制，试图实现增益没有相位噪声：一个线性的原子场耦合有限的相互作用时间;一个非线性的原子场耦合;和绝热光子转移使用一个违反直觉的脉冲序列。第一种最多达到标准极限$\ell_{0}$，第二种达到$3/4 \ell_{0}$，而第三种达到$\ell_{ult} = 1/2 \ell_{0}$的极限。
1999-03-25 quant-ph
Resonant Dipole-Dipole Interactions in Electromagnetically Induced Transparency
共振偶极-偶极相互作用（RDDI）是光-物质相互作用系统中普遍存在的一种现象，它是产生集体辐射的重要原因。在这里，我们从理论上研究的作用，RDDI的电磁感应透明（EIT）。共振偶极-偶极相互作用表现在探测光跃迁的合作自发发射中，这引起了线宽的加宽和伴随的集体频移。这种合作线宽来源于非局域和长程RDDI，它可以由原子的密度，光学深度和宏观尺度的原子系综的长度来确定。我们提出，EIT光谱基本上证明了RDDI的所有阶多重散射。此外，我们发现EIT的透明窗口变得越来越窄的合作线宽的增加，这实质上降低了慢光作为EIT量子存储器应用的存储效率。
2022-05-26 quant-ph
Intensity fluctuations in steady state superradiance
具有超窄光学跃迁的碱土类原子在稳态下能够产生超辐射。发射的光有望具有前所未有的稳定性，线宽窄至几毫赫兹。为了评估这种光源作为超稳振荡器在时钟和精密计量应用中的潜在用途，了解这种器件的噪声特性至关重要。本文用蒙特卡罗模拟和半经典近似方法详细分析了光强起伏。我们发现，光在阈值以下呈现聚束，在超辐射区近似相干，在第二阈值以上呈现混沌。
2010-05-05 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Short-pulse cross-phase modulation in an electromagnetically-induced-transparency medium
电磁感应透明（EIT）已被提出作为一种方式，大大提高交叉相位调制，导致少光子级的光学非线性的可能性。随着透明窗口宽度Δ_EIT的变窄，这种增强会增强。然而，减小Δ_EIT会增加效应的响应时间，这表明对于给定持续时间的脉冲，非线性的强度可能存在基本限制。我们表明，在最实际的利益的制度-窄EIT窗口扰动短信号脉冲-EIT提供的增强不仅在非线性相移的幅度，但事实上也在其增加的持续时间。也就是说，对于信号脉冲（在时间上）比逆EIT带宽短得多的情况，窄窗口用于延长通过的信号脉冲的效果，导致积分相移随Δ_EIT线性增长，即使峰值相移可能饱和;积分相移的持续增长改善了相移的可检测性，原则上没有限制。对于许多目的，这是感兴趣的可检测性，超过峰值相移的绝对幅度。我们提出了基于线性时不变模型的解析表达式，该模型考虑了几个感兴趣的参数范围内的交叉相位调制的时间行为。我们的结论是，为了优化的EIT为基础的交叉相移的可检测性，应该使用尽可能的EIT窗口，和信号脉冲，是作为宽带的激发态线宽和失谐的半个线宽。
2014-06-02 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Narrow resonances with excitation of finite bandwidth field
研究了激光线宽对二能级原子共振荧光光谱的影响。预测了当激光线宽远大于其强度时，荧光光谱线中心处的烧孔和色散分布等新的光谱特征。这些独特的特征来自于不同缀饰态跃迁通道之间的量子干涉。
1998-12-30 quant-ph
Spectroscopy of strontium Rydberg states using electromagnetically induced transparency
本文报道了利用电磁感应透明（EIT）技术对锶原子激光束中里德伯态的全光探测。使用窄线宽CW激光器，我们得到了EIT线宽为5 MHz。为了说明这种方法提供的高光谱分辨率，我们测量了5s18d^1D_2和5s19s^1S_0里德堡态的同位素位移。这种技术可以应用于超冷里德伯气体和等离子体的高分辨率，非破坏性测量。
2007-10-07 quant-ph
Precision Measurement of the Saturation Intensity in Rubidium at 420 nm
Indian Institute of Technology Tirupati（印度理工学院提鲁帕蒂分校）
实验测量了Rb 420 nm跃迁的饱和强度，得到$^{87}$Rb和$^{85}$Rb的特定跃迁值，与理论一致；研究了多普勒无背景兰姆凹陷的温度依赖性，确定了最佳工作温度；并精确测量了$6P_{3/2}$态的磁偶极和电四极超精细常数。
2026-07-23 physics.atom-ph quant-ph
Simple yet Accurate Stochastic Approach to the Quantum Phase Noise of Nanolasers
本文提出一种基于半经典速率方程和简单相位假设的随机模型，用于精确计算纳米激光器从微观到宏观区域的量子相位噪声与线宽，弥补了量子主方程和朗之万方程在介观区域的不足。
2025-06-03 quant-ph
Ultrabroadband Passive Laser Noise Suppression to Quantum Noise Limit through on-chip Second Harmonic Generation
Department of Applied Physics and Ginzton laboratory, Stanford University（斯坦福大学应用物理系与金茨顿实验室）；Department of Electrical Engineering, Stanford University（斯坦福大学电气工程系）；Department of Physics, Stanford University（斯坦福大学物理系）
本文提出一种基于芯片的二次谐波生成技术，通过非共振纳米光子器件有效抑制激光强度噪声，实现超宽带噪声抑制，达到量子噪声极限，为高吞吐量量子技术和可部署光子传感系统提供新方案。
2026-03-26 physics.optics quant-ph
Tunable photon-assisted bleaching of three-level systems for noise filtration
电磁感应透明（EIT）利用量子相干性在谱线内烧出亚自然线宽的空穴。我们研究了较少探索的EIT的性质，以影响吸收非线性过程，而不限制泵浦和探测场的相对强度。我们表明，在不完美的EIT条件下的三能级介质可以产生一种形式的漂白，定性类似于两态饱和吸收。该方案的优点是对信号强度更敏感，并且可以控制漂白后的强度水平。这种效应可以证明在非常低的光照水平下对噪声过滤有用。
2011-02-01 quant-ph
Intensity-dependent dispersion under conditions of electromagnetically induced transparency in coherently prepared multi-state atoms
在电磁感应透明（EIT）条件下，对$Λ$系统的色散特性的兴趣集中在无损非线性方面。我们推广的lambda系统通过引入进一步的简并态，以实现一个“链$ Λ$”的原子，其中多个耦合的探测场显着增强的强度依赖的色散，而不损害EIT条件。
2003-03-19 quant-ph
Spectroscopy, Crystal-Field, and Transition Intensity Analyses of the C$_{\rm 3v}$(O$^{2-}$) Centre in Er$^{3+}$ Doped CaF$_{2}$ Crystals
本研究详细分析了CaF$_2$:Er$^{3+}$中C$_{3v}$(O$^{2-}$)中心的光谱特性，通过参数化晶体场Hamiltonian拟合34个能级并进行跃迁强度分析，其模拟光谱与实验高度一致，揭示了该铒离子位点在量子信息技术中的应用潜力。
2024-09-26 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
