Single-atom imaging of ${}^{173}$Yb in optical tweezers loaded by a five-beam magneto-optical trap
本文利用正交五光束磁光阱向光镊阵列高效装载并冷却镱原子，结合非魔幻波长双色成像首次实现 ${}^{173}$Yb 单原子分辨探测，保真度达 $99.96(1)\\%$。
2025-09-02 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Phase-separated Ferromagnetism in Spin-imbalanced Fermi Atoms Loaded on an Optical Ladder: a DMRG study
本文研究了囚禁势作用下光梯晶格上排斥相互作用的冷费米子原子。本文用密度矩阵重整化群方法计算了阶梯上哈伯德模型中相互作用U和自旋不平衡p系统变化时的基态。该系统具有丰富的结构，其中完全自旋极化相，在空间上与捕获势中的其他域分离，出现足够大的U和p。相分离的铁磁性可以被捕获为一个真正的-从长冈铁磁性延伸到阶梯的综合效应和铁磁和其他状态之间的能量分离的密度依赖性产生的能隙的空间图像竞争国家。我们还预测了如何最大化铁磁区。
2011-04-22 cond-mat.quant-gas
Narrow-line magneto-optical trap for dysprosium atoms
我们提出了我们的技术，以创建一个磁光阱的镝原子使用窄线冷却过渡在626 $\,$ nm，以实现适当的条件，直接加载到一个光学偶极阱。磁光阱通过塞曼减速器从原子束加载，使用在421 $\,$ nm处的最强原子跃迁。通过这两个冷却转变的组合，我们可以在低至6 $\, μ$ K的温度下捕获多达$2.0\cdot10^8$原子。这种冷却方法比目前的超冷镝的工作更简单，并提供了类似的转移到光学偶极阱的起始条件。
2014-03-06 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Laser Cooling of Optically Trapped Molecules
将一氟化钙（CaF）分子装入光偶极阱（ODT）中，随后在阱内进行激光冷却。从磁光捕获开始，我们亚多普勒冷却CaF，然后将$150(30)$ CaF分子加载到ODT中。当亚多普勒冷却光和捕获光同时打开时，获得了五倍的增强负载。对于捕获的分子，我们直接观察到有效的亚多普勒冷却到$60(5)$ $μ\text{K}$的温度。$8(2)\times10^7$ cm $^{-3}$的捕获分子密度比初始亚多普勒冷却样品大一个数量级。750（40）ms的陷阱寿命主要是由背景气体碰撞。
2018-03-12 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Jet-Loaded Cold Atomic Beam Source for Strontium
我们报告的设计和表征的冷原子源的锶（Sr）的基础上的二维磁光阱（MOT），是直接加载从原子射流的分配器。我们通过测量三维MOT的加载率来表征源的原子通量。我们发现加载速率高达每秒$10^{8}$原子。该装置结构紧凑，易于构造，并且具有低功耗。它解决了降低Sr冷束源复杂性的长期挑战，这与基于超冷Sr的光学原子钟和量子模拟和计算设备相关。
2023-02-02 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Optimizing the efficiency of evaporative cooling in optical dipole traps
我们提出了一个计算和实验相结合的研究，以优化蒸发冷却的光偶极阱中的原子的效率。通过采用蒸发的动力学模型，我们提供了一个策略，用于确定原子温度，陷阱深度，和平均陷阱频率之间的最佳关系在蒸发给定的实验初始条件。然后，我们在实验上实现了一个高效的蒸发过程中的光偶极阱，表现出良好的理论和实验之间的协议。该方法允许从最初装载在光学偶极阱中的仅$5\times 10^5$原子开始产生具有2个$\times 10^4$原子的$^{87}$ Rb的纯玻色-爱因斯坦凝聚体，在蒸发期间实现4.0的蒸发效率$γ_{eff}$。
2013-05-20 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
An atom-by-atom assembler of defect-free arbitrary 2d atomic arrays
利用光镊捕获的大规模可控原子阵列是量子工程应用的一个非常有前途的平台。然而，到目前为止，只有无序阵列已被证明，由于非确定性负载的陷阱。在这里，我们展示了满载，二维阵列的多达50个微陷阱，每个包含一个原子，并安排在任意的几何形状的准备。从最初较大的，半满矩阵随机加载的陷阱，我们获得用户定义的目标阵列在单位填充。这是通过实时控制系统和移动光镊来实现的，光镊根据阵列中原子的初始分布执行一系列快速原子移动。这些结果打开了令人兴奋的前景量子工程与中性原子在可调几何。
2016-07-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Narrow-line magneto-optical trap for europium
本文报道了利用自然线宽为97 kHz的窄谱线冷却跃迁实现铕原子的磁光阱。我们的出发点是连续捕获和光泵亚稳态铕原子的冷却。我们对亚稳态原子和基态原子采用了同时MOT。被捕获的亚稳态原子被连续地抽运回到基态，然后被连续地加载到窄线MOT，在那里最多可捕获$4.7\times10^7$原子。通过压缩过程获得在$6\,\mathrm{μK}$的温度下并且具有$2.2\times10^{11}\,\mathrm{cm^{-3}}$的峰值数密度的自旋极化样品，导致$3\times10^{-5}$的相空间密度。
2021-02-22 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Measurement of the atom number distribution in an optical tweezer using single photon counting
本文提出了一种重建含有几十个冷原子的云的原子数分布的方法。原子首先从磁光阱加载到微观光学偶极阱中，然后在共振光探针中释放，在那里它们经历布朗运动并散射光子。我们计算图像增强器探测到的光子事件的数量。使用我们的检测系统对单个原子的响应作为校准，我们提取了当陷阱装载有多个原子时的原子数分布。原子数分布被发现是兼容的泊松分布。
2010-06-04 cond-mat.quant-gas
Two-stage magneto-optical trapping and narrow-line cooling of $^6$Li atoms to high phase-space density
我们报告了一个实验研究的峰值和相空间密度的两级磁光陷阱（MOT）的6-锂原子，利用较窄的$2S_{1/2}\rightarrow 3P_{3/2}$紫外（UV）跃迁在323 nm以下的捕获和冷却更常见的D2跃迁在671 nm。UV MOT从红色MOT加载，并被压缩以得到高达$3\times 10^{-4}$的高相空间密度。在UV跃迁上实现了低至33 $μ$ K的温度。我们研究的密度限制因素，特别是找到一个值的光辅助碰撞损耗系数的$1.3 \pm0.4\times10^{-10}\,\textrm{cm}^3/\textrm{s}$低再泵浦强度。
2014-09-08 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Narrow-line imaging of single strontium atoms in shallow optical tweezers
到目前为止，光镊中的单个锶原子只能利用宽$^{1\hspace{-0.3ex}}S_0$ - $^{1\hspace{-0.3ex}}P_1$跃迁成像。对于Yb，使用窄（183 kHz宽）$^{1\hspace{-0.3ex}}S_0$ - $^{3\hspace{-0.3ex}}P_1$跃迁同时成像和冷却已经在具有用于成像跃迁的魔波长的镊子中被证明。我们证明了高保真成像的单个Sr原子使用其更窄（7.4 kHz宽）的$^{1\hspace{-0.3ex}}S_0$ - $^{3\hspace{-0.3ex}}P_1$过渡。原子被困在\textit{non} --一种神奇的波长镊子里。我们探测到在西西弗斯冷却过程中散射的光子，从而在整个成像过程中保持原子接近镊子的运动基态。检测保真度为0.9991（4），生存概率为0.97（2）。镊子中的原子可以在成像条件下保持79（3）秒，允许拍摄数百张图像，主要受到背景气体碰撞的限制。我们在36个光镊阵列中用813.4 nm的光探测原子，陷阱深度为135（20）$μ$ K。该陷阱深度比通常用于在宽$^{1\hspace{-0.3ex}}S_0$ - $^{1\hspace{-0.3ex}}P_1$转变上成像的陷阱深度浅三倍。窄线成像打开了进一步减小该陷阱深度的可能性，只要所有陷阱频率保持大于成像过渡线宽。在非魔波长镊子中使用窄线宽过渡的成像也允许…
2022-02-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
A steady-state magneto-optical trap with 100 fold improved phase-space density
我们演示了一个连续加载的$^{88}\mathrm{Sr}$磁光阱（MOT）与稳态相空间密度为$1.3(2) \times 10^{-3}$。这是两个数量级高于在以前的稳态MOT报告。我们的方法是通过一系列的空间分离的激光冷却阶段，然后捕获它们在一个MOT上操作的7.4 kHz的线宽Sr相互组合线使用混合较慢+MOT配置的原子流。我们还演示了生产的玻色-爱因斯坦凝聚体在MOT的位置，尽管存在的激光冷却光共振与30 MHz的线宽过渡用于最初慢原子在一个单独的室。我们的稳态高相空间密度MOT是一个很好的起点，连续原子激光器和死区时间自由原子干涉仪或时钟。
2018-03-26 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Direct laser cooling of calcium monohydride molecules
我们演示了光学循环和亚多普勒激光冷却的一氢化钙（CaH）分子的低温缓冲气体束。我们测量了激发态A和B的激光冷却跃迁的振动分支比。我们进一步测量通过$A\leftarrow X$跃迁的重复光子散射可以以$\sim$ $1.6\times10^6$光子/s的速率实现，并通过再泵浦最大的振动衰减通道证明了$\sim$ $200$光子的相互作用-时间限制散射。我们还展示了通过磁辅助西西弗斯效应亚多普勒冷却CaH分子束的能力。利用光的驻波，我们将分子束的横向温度从$12.2(1.2)$ mK降低到$5.7(1.1)$ mK。我们将这些结果与使用光学布洛赫方程和分子束轨迹的蒙特卡罗模拟模拟的亚多普勒力进行比较。这项工作建立了一个明确的途径，创造一个磁光陷阱（MOT）的CaH分子。这样的MOT可以作为一个起点生产超冷氢气通过解离捕获的CaH云。
2022-03-09 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Trapping ultracold dysprosium: a highly magnetic gas for dipolar physics
超冷镝气体的磁矩是碱金属原子的10倍，磁性最强的原子仅与铽相当，预计它将表现出许多迷人的碰撞动力学和量子偶极相，包括量子液晶物理。我们报告的第一个激光冷却和捕获的5亿Dy原子使用无再泵浦的磁光阱（MOT）和连续加载的磁约束，我们的特点的陷阱回收动力学玻色子和费米子同位素。在具有浸没开放电子f壳层的系统中进行了少数分波（100 uK至1 mK）范围内的第一次非弹性碰撞测量。此外，我们观察到不寻常的条纹内MOT <10 uK亚多普勒冷却原子。
2009-12-09 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Two-dimensional magneto-optical trap as a source for cold strontium atoms
本文报道了一个横向加载的二维磁光阱作为冷锶原子源的实现。我们分析了各种参数的源的属性的依赖关系，特别是一个推动光束的强度加速原子的源。在$500\,^\circ\mathrm{C}$的相当适中的烘箱温度下实现超过$10^9\,\mathrm{atoms/s}$的原子通量。通过调节推进激光束的功率，可以将原子束的纵向速度调节到几十m/s以上。光束发散角约为$60$ mrad，由冷原子的横向速度分布决定。慢原子源用于加载三维磁光阱，实现高达$10^9\,\mathrm{atoms/s}$的加载速率，而没有用于增加烘箱温度的加载速率饱和的指示。紧凑的设置避免了在替代源中发现的不期望的影响，例如，塞曼减速器，如真空污染和黑体辐射，由于热锶炉。
2017-11-23 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Loading of atoms into an optical trap with high initial phase-space density
报道了一种将冷原子加载到具有高初始相空间密度（PSD）的光阱中的方法。当陷阱光束与优化参数的光学糖蜜中的原子重叠时，包括与用于磁光阱（MOT）的常规失谐相比的大的冷却光束失谐，初始温度小于20 $μ$ K的多于$3 \times 10^6$的铷原子被加载到单个光束陷阱中。所获得的最大初始PSD估计为$1.1 \times 10^{-3}$，这是一个或两个数量级大于与传统的加载到一个光阱中的原子在MOT。该方法有望在较短的蒸发时间内产生大量原子的量子气体。
2018-12-04 cond-mat.quant-gas
In-situ equalization of single-atom loading in large-scale optical tweezers arrays
我们报道了在$\sim4$ ~K低温环境中，用光镊捕获300多个单个$^{87}$ Rb原子，实现了大规模组装阵列。对于具有$N_{\rm a}=324$原子的阵列，组装过程导致实现的$\sim37\%$中的无缺陷阵列。为了实现这一高组装效率，我们均衡的加载概率的陷阱内的阵列，使用一个闭环优化的每个光镊的功率，基于荧光时间轨迹的分析加载在陷阱中的原子。
2022-08-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
A versatile apparatus for simultaneous trapping of multiple species of ultracold atoms and ions to enable studies of low energy collisions and cold chemistry
本文提出一种可同时囚禁多种超冷原子与离子的多功能实验装置，验证 Li、Cs 原子和离子的囚禁探测，并展示低能碰撞及协同冷却结果。
2024-01-20 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
A Strongly Dipolar Bose-Einstein Condensate of Dysprosium
我们报道了磁性最强的镝原子的玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）。Dy BEC是第一个开放的f-壳层镧系（稀土）元素，并通过强迫蒸发在一个不寻常的，蓝失谐和自旋极化的窄线磁光阱加载的交叉光偶极子陷阱。在T = 30 nK以下，1.5x10^4个164 Dy原子形成了几乎纯的凝聚体。我们观察到，稳定的BEC形成取决于小极化磁场与扁圆陷阱轴的相对角度，这是仅在强偶极区域中预期的捕获凝聚物的属性。迄今为止，该状态仅在Cr BEC中通过在高磁场下获得的费什巴赫共振可获得。
2011-09-27 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Large atom number dual-species magneto-optical trap for fermionic 6Li and 40K atoms
我们设计、实现了一个适用于大原子数的费米6Li和40 K原子的双粒子磁光阱（MOT）。MOT同时含有5.2 × 10^9个6Li原子和8.0 × 10^9个40 K原子，它们被塞曼慢化器连续加载6Li和2D-MOT连续加载40 K。原子源诱导的捕获速率为1.2x10^9 6Li-原子/s和1.4x10^9 40 K-原子/s。由于光诱导的物种间碰撞的陷阱损失的~65%的观察，可以最小化到~10%，通过使用低磁场梯度和低光功率的两个原子物种的再泵浦光。所描述的系统代表了大原子数量子简并费米-费米混合物产生的起点。
2011-03-03 cond-mat.quant-gas
Deterministic single-atom excitation via adiabatic passage and Rydberg blockade
我们提出利用强偶极阻断机制中啁啾激光脉冲的绝热快速通过，从随机加载的光偶极阱或光晶格中确定性地只激发一个里德伯原子。啁啾激光激发被证明是不敏感的随机数\textit{N}的原子在陷阱。该方法克服了$\sqrt {N} $依赖于集体Rabi频率的问题，该问题是在具有未知\textit{N}的系综中确定性单原子激发的主要障碍，并可应用于偶极阱和光晶格的单原子加载.
2011-07-27 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Rydberg atoms in one-dimensional optical lattices
实验上实现了铷原子在玻色-爱因斯坦凝聚体中的里德堡激发和在光晶格中的里德堡激发。我们的结果扩展到不同大小的凝聚体在一维陷阱同意与里德伯激发链的直观图片。我们还发现，在光晶格中的里德伯激发并不破坏凝聚态的相位相干性，并且我们的结果与包含最近邻阻塞的局域集体里德伯激发的图象一致.
2011-03-22 cond-mat.quant-gas quant-ph
Achievement of Quantum Degeneracy in a Na-QUIC trap in Brazil: an in situ observation
利用慢原子束加载的四极-约菲组态（QUIC）阱组成的系统，对钠原子的玻色-爱因斯坦凝聚进行了实验观察。为了获得阱中原子的分布，我们利用探测光束的原位非共振吸收图像来确定温度和密度。使用密度分布和温度计算相空间密度（D）。我们跟踪D作为最终蒸发频率的函数。结果表明，在1.65 MHz处，我们越过了预期对应于临界点的D值，以开始样品的de Bose-Condensation。由于在临界点处阱中剩余的原子数量较少，相互作用产生的影响较小，因此理想气体模型很好地解释了观察结果。我们从蒸发效率的角度分析了所获得的低数值。原位检测的效用说明通过测量的谐波气体压力的路线中的被困气体冷凝。
2005-08-20 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Transport of atoms across an optical lattice using an external harmonic potential
许多有趣或新颖的实验都需要精确控制量子粒子。在这里，我们考虑的任务，运输一个原子从一个光晶格的一个阱到另一个没有运动的激发使用外部谐波势。为了实现这一目标，我们应用了从捷径到绝热（STA）的技术，实现了快速和强大的状态操纵。这个过程被分成三个独立的组成部分：首先，原子被加载到一个额外的外部谐波陷阱中;然后，这个陷阱从一个晶格位置转移到另一个晶格位置，最后，通过打开外部谐波陷阱，原子被卸载回到晶格上。我们分别使用基于不变量的逆向工程为每个构建模块设计协议。此外，我们将这种方法推广到由Gross-Pitaevskii方程描述的玻色-爱因斯坦凝聚体的输运。
2020-02-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
