铯蒸气克尔非线性refractive index的测量

双光束非线性克尔效应稳定laser亚多普勒分辨率频率

Two-beam nonlinear Kerr effect to stabilize laser frequency with sub-Doppler resolution

在许多原子物理学实验中，避免激光频率漂移是一个关键问题。已经开发了几种技术来锁定激光频率，使用亚多普勒色散原子线形作为反馈回路中的误差信号。我们在这里提出了一个双光束技术，使用周围尖锐的共振原子蒸气的非线性特性，产生子多普勒色散样的线形，可以用作误差信号。我们简单而稳健的技术具有不需要调制或磁场的优点。

Paraxial fluid of light in hot atomic vapors

Quantum fluids of light are the photonic counterpart of Bose gases. They currently attract increasing interest since they are versatile and highly tunable systems for probing many-body physics quantum phenomena, such as superfluidity. Superfluid flow of light has already been reported in microcavity exciton-polariton condensates but clear observation of this phenomenon in cavityless systems, that is, for propagating photon fluids, remains elusive. In this thesis, we study the hydrodynamical properties of light propagating close to resonance in hot rubidium vapors. Whereas photons in air are no…

相位匹配改变稠密原子系综中的空间多光子过程

Phase matching alters spatial multiphoton processes in dense atomic ensembles

稠密原子蒸气中的多光子过程，如四波混频或相干蓝光的产生，通常是从单原子的角度来看。在这里，我们研究了令人惊讶的重要影响的相位匹配附近的双光子共振，所产生的空间范围内的原子介质中的多光子过程发生。原子蒸气的非单位折射率可以抑制非线性过程中的光的产生，显著地移动频率中的效率最大值并且重定向发射光束。我们提出了这些影响的一个例子，在稠密的铷蒸气中的四波混频的双阶梯配置。通过推导一个简单的理论，考虑到基本的空间特性的过程中，我们给出了精确的预测，并确认其有效性的实验。该模型使我们能够改进实验的几何结构，并设计出更有效的四波混频。

希尔伯特变换在原子光谱中的应用

The Hilbert transform: Applications to atomic spectra

在物理学的许多领域中，Kramers-Kronig（KK）关系被用来从介质的虚部中提取关于介质光学响应的实部的信息。在本文中，我们讨论了一种替代的，但数学上等价的方法的基础上希尔伯特变换。我们应用希尔伯特变换的透射光谱找到的组和折射率的Cs蒸汽，从而证明希尔伯特变换如何允许间接测量的折射率，组指数和群延迟，同时避免使用复杂的实验装置。

原子气体中非线性Refractive Index的饱和

On the Saturation of the Nonlinear Refractive Index in Atomic Gases

针对飞秒光纤维中非线性折射率饱和和随后的强度钳位现象的起源一直存在争议的问题，通过数值求解含时薛定谔方程，研究了强超短激光脉冲在氢原子中诱导的原子非线性极化.特别强调的是在中心激光频率对应于800 nm波长的非线性偏振的有效建模。在这里，最近提出的模型的高阶克尔效应（HOKE）和两个版本的标准模型的飞秒双折射，包括多光子或隧道电离率，进行了比较。我们发现，周围的钳位强度的瞬时HOKE模型不再现从量子力学结果得到的非线性响应的时间结构。相反，标准模型中包含的非瞬时电荷贡献确保了合理的定量一致性。因此，所观察到的总电子响应的饱和的物理起源被证实主要是由自由或接近自由电子的贡献。

原子气体中光学克尔效应和Cotton-Mouton效应的量子统计研究

Optical Kerr and Cotton-Mouton effects in atomic gases: a quantum-statistical study

本文阐述了在静电场（光学克尔效应）和磁场（Cotton-Mouton效应）作用下，原子反磁性稀气体折射率双折射的理论。第二克尔和棉花-穆顿维里系数，有效的低温和高温制度的量子统计表达式，推导。结果表明，这两个维里系数可以严格相关的热力学（压力）维里系数相对于平行和垂直偏振的非共振光场的强度和相对于外部静态（电或磁）场的四阶导数的差异。半经典扩展的克尔和棉花-穆顿系数也被认为是，量子校正，并包括第二阶推导。本文计算了不同温度下氦-4气体的第二克尔维里系数和Cotton-Mouton维里系数。量子力学效应的作用和半经典展开的收敛性质进行了讨论。理论结果与现有的实验数据进行了比较。

气体纳米层中的最大折射和超光速传播

Maximal refraction and superluminal propagation in a gaseous nanolayer

我们提出了一个实验测量的折射率的高密度Rb蒸汽在气态原子纳米层。我们使用外差干涉测量作为激光失谐的函数的两个共同传播的激光束之间的相对相移，并推断出峰值指数n = 1.26 \pm 0.02，接近理论最大值1.31。大折射率具有伴随的大折射率梯度，产生具有陡峭异常色散的区域，其中亚纳秒光脉冲在390 nm的传播距离上前进>100 ps，对应于-1x10^5的群折射率，这是迄今为止测量的最大负群折射率。

直接克尔频率梳原子光谱法

Direct Kerr-frequency-comb atomic spectroscopy

微谐振器为基础的孤子频率梳-微梳-最近出现，提供低噪声，光子芯片源的光学测量。由于非线性光学物理，微梳可以用各种材料构建，并通过一致的框架进行调谐或稳定。一些应用需要相位稳定，包括光频合成和测量、光频分割和光时钟。部分稳定的微梳也可以有益于应用，例如振荡器、测距、双梳光谱、波长校准和光通信。宽的光学带宽、亮度、相干性和频率稳定性使得频率梳光源对于研究梳状物质与原子和分子的相互作用非常重要。在这里，我们探讨直接微梳原子光谱，利用级联，双光子1529 nm的铷原子跃迁。微梳和原子蒸气都是用平面制造技术实现的，以支持集成。通过同时精细控制孤子微梳的重复频率和载波包络偏移频率，我们获得了$4^2D_{5/2}$流形的直接亚多普勒和超精细光谱。此外，整个微梳模式都稳定在这种原子跃迁中，在几秒钟内产生微梳在千赫兹水平的绝对光频波动，并且每天的精度<1 MHz。我们的工作演示了原子光谱与微梳，并提供了一个铷稳定的微梳激光源，在1550 nm波段的传感，尺寸计量和通信。

微加工原子蒸气室中自旋极化的腔增强探测

Cavity-enhanced detection of spin polarization in a microfabricated atomic vapor cell

本研究在微加工原子蒸气室中结合光学谐振腔与PDH技术，实现了电子自旋极化的无损高灵敏度探测，验证了理论模型并标定了光泵浦参数，达到量子噪声极限的探测水平。