Watt-class injection-locked diode laser system at 399 nm for atomic physics
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；JILA, NIST and University of Colorado（JILA、美国国家标准与技术研究院和科罗拉多大学）
本文展示了一种399纳米、输出功率达1瓦的注入锁频激光系统，通过单模外部腔二极管激光器提供5毫瓦种子功率，实现了频率敏捷性和线宽继承，用于原子物理中的钇原子束光谱学研究。
2026-04-13 physics.atom-ph physics.optics
Compact solid-state laser source for 1S-2S spectroscopy in atomic hydrogen
我们展示了一种新型的紧凑型固体激光器源，用于氢原子$1S-2S$跃迁的高分辨率双光子光谱。该光源在243 nm处发射高达20 mW的光，由972 nm二极管激光器、锥形放大器和两个倍频级组成。二极管激光器被主动稳定到高精细度腔。我们比较了新的来源，在以前的实验中使用的稳定的486 nm染料激光器和记录1 S-2S光谱使用这两个系统。利用该固体激光器系统，我们证明了氢谱仪的分辨率为6 \times 10^{11}，这对于类氢系统的一些高精度测量是有希望的。
2005-11-18 physics.atom-ph physics.optics
In situ accurate determination of the zero time delay between two independent ultrashort laser pulses by observing the oscillation of an atomic excited wave packet
提出了一种利用泵浦-探测技术观测到的原子受激波包的振荡来精确确定超短激光脉冲对之间的零时延的新方法。这种基于物理的方法为在实际实验环境中同步两个不同的飞秒激光脉冲的棘手问题提供了一个简单的解决方案，特别是在需要高精度的原位时间零点测量的情况下。
2008-08-12 physics.atom-ph physics.optics
Making optical atomic clocks more stable with $10^{-16}$ level laser stabilization
原子钟的超高精度源于其稳定性。基于光学（而不是微波）频率的原子钟是有吸引力的，因为它们具有高稳定性的潜力，其与操作频率成比例。然而，光学钟还没有实现这种巨大的潜力，这在很大程度上是由于用于激发原子共振的激光的限制。为了解决这个问题，我们展示了一个腔稳定的激光系统，具有降低的热噪声地板，表现出分数频率不稳定性的$2 \times 10^{-16}$。我们用这种激光器作为Yb光晶格时钟的稳定光源，解决了超窄的1 Hz跃迁线宽。通过Yb光钟提供的稳定激光源和信噪比（S/N），我们大大降低了时钟的关键稳定性限制，并使测量与$5 \times 10^{-16} / \sqrtτ$的时钟不稳定性一致。
2011-01-07 physics.atom-ph physics.optics
A tunable low-drift laser stabilized to an atomic reference
我们提出了一个激光系统的线宽和长期的频率稳定性在50 kHz的水平。它基于Ti：Sapphire激光器发射882 nm的辐射，这是指原子跃迁。为此，抽真空的转移腔的长度被稳定到通过调制转移光谱锁定到$^{85}$ Rb D $_2$线的780 nm处的参考激光。利用转移腔的边带锁定技术实现了光谱激光器的无间隙频率调谐。在这种配置中，光谱激光器的线宽来自传输腔，而长期稳定性来自原子共振。利用光学频率梳，分别与活性氢脉泽频标和超窄线宽激光器进行了频率稳定度和线宽的比较。本文介绍的激光系统将用于共振冷却的Ar离子$^{13+}$在441 nm倍频后的$1s^{2}2s^{2}2p\ ^{2}P_{1/2} -\ ^{2}P_{3/2}$跃迁光谱。
2016-08-25 physics.atom-ph physics.optics
Microwave sidebands for atomic physics experiments by period one oscillation in optically injected diode lasers
我们发现，在光注入的二极管激光器的非线性动力学导致频率可调谐的微波边带，适用于原子物理学实验。我们证明了边带的适用性，在实验中，铷原子的磁光捕获的陷阱和再泵浦光频率来自一个光注入激光器。我们发现，在注入频率和边带频率的注入激光的光谱线宽变窄。强光注入导致频率锁定，我们发现一个完整的线宽转移从主从。进一步的应用进行了讨论。
2011-10-06 physics.atom-ph physics.optics
Laser interferometry based on atomic coherence
Indian Institute of Science（印度科学学院）；Indian Institute of Technology Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）
基于原子相干的新型激光干涉方法，可实现不同波长激光的干涉与相位锁定。
2019-08-27 physics.atom-ph physics.optics
Optical control of an atomic inner-shell x-ray laser
X射线自由电子激光器通过实现具有前所未有强度的飞秒脉冲，对X射线科学产生了巨大影响。然而，目前由自放大自发发射（SASE）原理操作的设施具有许多缺点，即，它们的辐射具有混乱的脉冲轮廓和短的相干时间。提出了一种基于飞秒激光器的原子内壳层X射线激光器（XRL）方案，该方案能够产生时间和空间相干的亚飞秒脉冲，并由飞秒激光器控制和同步。我们设想，这样的XRL将允许许多应用，如核量子光学和原子，分子和凝聚态的超快量子动力学的研究。
2014-10-18 physics.atom-ph physics.optics
Cooperative atomic scattering of light from a laser with a colored noise spectrum
研究了在色噪声作用下，超冷无碰撞原子气体在部分相干泵浦下的集体反冲激光。与白噪声相比，色噪声中的相关性被发现能够极大地增强或抑制增长率，高于或低于临界失谐。讨论了噪声相关时间、噪声强度和泵浦探测失谐量对光光的散射的影响。这一结果与我们对不稳定区域演化方程的模拟和线性分析是一致的。
2009-09-13 physics.atom-ph physics.optics
Cold molecules formation by shaping with light the short-range interaction between cold atoms: photoassociation with strong laser pulses
研究了在短原子间距下，强激光脉冲作用下两个冷原子光缔合形成冷分子的过程，在光诱导（绝热）势中产生了分子动力学.用铯二聚体中的两电子态模型分析了这种强耦合机制的影响，并给出了具体的结果：（1）在短和中等原子间距离下，由于非脉冲耦合机制，基态粒子数向内区的加速; ii）在基态的强束缚能级中形成冷分子，其中在脉冲结束时的布居数远大于在激发态的束缚能级中光缔合的布居数; iii）保持初始波函数连续体中的最大值的特征的基态波包的最终动量分布。结果表明，光生势的拓扑结构在动力学中起着重要的作用。
2009-06-10 physics.atom-ph quant-ph
Wave atom optics theory of the Collective Atomic-Recoil Laser
本文提出了一种集体原子反冲激光器的波原子光学理论，对原子质心运动进行了量子力学处理。它将以前经典地处理原子质心运动的射线原子光学理论推广到了超冷原子的领域。对于远离共振泵浦激光器的情况，我们导出了一个解析解，它给出了CARL系统在量子和经典两种情况下的线性响应。线性稳定性分析揭示了这两种制度之间的显着的定性差异，这是由于衍射对原子质心运动的影响。
1997-12-03 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Limits on atomic qubit control from laser noise
激光系统中存在的技术噪声可能会限制它们对原子量子比特进行高保真量子控制的能力。用激光辐射驱动的原子量子比特的最终保真度下限是由于来自激发能级的自发发射。目标是将来自激光源的技术噪声抑制到低于自发发射下限，使得其不再是限制因素。它已被证明，控制噪声的光谱结构可以有一个很大的影响，可实现的控制精度，而以前的研究激光噪声的贡献已被限制到噪声幅度。在这里，我们研究了激光噪声的独特光谱结构，并引入了一个新的度量，该度量确定了稳定的激光源何时被优化用于原子量子比特的量子控制。我们发现稳定带宽的要求，可以是数量级高于那些需要简单地缩小激光器的线宽。我们介绍了一个新的度量，$χ$分离线，提供了一个工具，用于研究和工程的激光源的量子控制原子量子比特以下的自发发射地板。
2021-12-09 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Cavity enhanced DUV laser for two-photon cooling of atomic hydrogen
我们演示了一个耦合到线性光学增强腔的\SI{650}{\mW} \SI{243}{\nm}连续波激光器。增强腔可以维持$>$ \SI{30}{\W}的腔内功率，使\SI{1}{\hour}连续工作而不退化。该系统具有足够的功率演示氢的双光子激光冷却，并可能用于其他简单的二体原子系统的实验。
2018-01-25 physics.atom-ph physics.ins-det physics.optics
Coherent Control of Multiphoton Transitions with Femtosecond pulse shaping
我们探索的超快整形脉冲的影响，没有一个单光子共振的二能级系统，通过开发一个多光子密度矩阵的方法。我们利用的事实是，中间虚态的动力学在我们的激光脉冲时间尺度内是不存在的。在此条件下，多光子的结果与单光子的结果相似，从而有可能将单光子相干控制的思想推广到多光子相干控制。
2001-02-28 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Shaping Cold Atom Clouds with a Vortex Beam
Center for Quantum Science, Eberhard Karls Universität Tübingen（蒂宾根大学量子科学中心）；Institute of Electronic Structure & Laser, FORTH（FORTH电子结构与激光研究所）
利用涡旋光束操控冷原子云，通过动态和暗态方案实现微米级线状和板状原子分布。
2026-02-05 physics.atom-ph quant-ph
Laser cooling of new atomic and molecular species with ultrafast pulses
提出了一种新的激光冷却方法，用于冷却能级结构使传统激光冷却困难的原子物种。例如，氢的激光冷却需要单频真空紫外光，而多电子原子需要许多分离频率的单频光。这些限制可以通过激光冷却超快脉冲序列的双光子跃迁来缓解。氢、反氢和许多其它物质的激光冷却看来是可行的，而且将这项技术推广到分子也是可能的。
2005-12-07 physics.atom-ph
Laser Phase and Frequency Stabilization Using Atomic Coherence
本文提出了一种新的、简单的利用原子蒸气偏振光谱稳定激光相位和频率的方法。与使用腔作为激光相位记忆的Pound-Drever-Hall方法类似，该方法使用原子相干性（偶极振荡）作为发射激光场的相位记忆。使用分布反馈激光二极管和铷蒸气室的初步实验证明了散粒噪声限制的激光线宽减小（从2 MHz到20 kHz）。这种方法将提高基于气室的光学原子钟和磁强计的性能，并促进使用窄跃迁的激光冷却实验。
2012-09-04 physics.atom-ph
Retrieval of electron-atom scattering cross sections from laser-induced electron rescattering of atomic negative ions in intense laser fields
通过求解含时薛定谔方程（TDSE），采用一阶和二阶强场近似（SFA），研究了强激光场中原子负离子的二维电子动量分布.结果表明，从SFA预测的光电子能量分布和低能光电子动量谱与TDSE的解是合理的一致。更重要的是，我们发现，精确的电子-原子弹性散射截面可以直接从高能电子动量谱的原子负离子在激光场。这开辟了测量电子原子和电子分子散射截面的原子和分子的负离子的光剥离强烈的短激光，分别与飞秒量级的时间分辨率的可能性。
2007-12-03 physics.atom-ph
Laser-induced atomic fragment fluorescence spectroscopy: A facile technique for molecular spectroscopy of spin-forbidden states
用可调谐染料激光器双光子激发，分别测量了Na $_2$的混合b $^3Π_u$ ~ A $^1Σ_u^+$态的自旋禁戒跃迁和自旋允许跃迁光谱.在双光子激发下，Na ~*（3 p）通过光解离产生，这一产物可以用原子荧光法灵敏地检测出来。在低激光功率下，仅A $^1Σ_u^+$态被激发，完全没有三重激发。在高激光功率下，通过b $^3Π_u$三重态中间体的光解离变得更可能，有效地“切换”观察从单重态光谱到三重态光谱，只有微小的设备变化。因此，这种微扰辅助激光诱导原子碎片荧光的技术可能是特别有用的，作为一个通用的车辆调查微扰相关的物理有关的自旋禁阻态，以及研究允许和禁止的其他分子的状态。
2008-12-24 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.optics
Laser-written vapor cells for chip-scale atomic sensing and spectroscopy
我们报道了利用飞秒激光加工制作碱金属蒸汽电池。这种激光写入蒸气室（LWVC）技术允许任意形状的3D内部体积，并具有与光子结构和光学元件集成的潜力。我们使用非蒸发吸气剂来分散铷和吸收缓冲气体。这使我们能够在没有真空设备的情况下生产具有低于大气压的缓冲气体压力的电池。我们演示了亚多普勒饱和吸收光谱和单光束光学磁强计与一个单一的LWVC。LWVC技术可以在小型化原子量子传感器和频率参考中找到应用。
2022-07-13 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Atomic-referenced Hz-linewidth lasers via fiber interferometric stabilization
Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)（韩国科学技术院）；Pusan National University（釜山国立大学）
提出一种混合架构，通过将外腔二极管激光器稳定到光纤干涉仪实现赫兹级线宽，并利用调制转移光谱锁定到87Rb D2跃迁作为绝对频率参考，实现了3.4 Hz线宽和3.4×10^-14@0.56 s的频率稳定度。
2026-05-26 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Laser stabilization to an atomic transition using an optically generated dispersive lineshape
我们报告一个简单而强大的技术，以产生一个色散信号，作为一个错误的信号，电子稳定的单模连续激光器周围的原子共振发射。我们通过空间滤波的方式探讨了激光束通过共振蒸汽传播中的非线性效应。通过将半导体激光器锁定到铯和铷D2线并观察发射频率漂移的长期减少来验证该技术的性能，使得激光器很好地适应于许多原子物理学应用。
2012-04-02 physics.atom-ph
Prospects for 10^{-18} Instability Laser Referenced on Thermal Atomic Ensembles
提出了一种基于热原子系综的高频率稳定性激光源，它依赖于大量非零横向速度原子系综的累积贡献。与传统的只利用近零横向速度原子的情况相比，热钙束的光学Ramsey条纹的幅度可以显著提高3个数量级以上，从而使信噪比提高33倍。基于原子干涉激光稳频的最新结果，量子投影噪声限制的频率不稳定性小于2 E-17/τ ^0.5是可行的。这种超稳定的激光器在包括计量学和天文学在内的各个领域都有很好的应用前景。
2020-12-07 physics.atom-ph
Velocity distribution measurements in atomic beams generated using laser induced back-ablation
我们提出了测量的钙原子的速度分布的原子束产生的使用双级激光背烧蚀装置。使用速度选择性多普勒飞行时间技术测量分布。它们是玻尔兹曼型的，均方根速度对应于钙的熔点以上的温度。与文献中最近的报道相反，这种方法不会产生亚热原子束。
2008-10-28 physics.atom-ph
Shaping interactions between polar molecules with far-off-resonant light
我们发现，穿着极性分子与远共振光场导致新类型的分子间的潜力，它经历了一个交叉从反功率振荡行为取决于分子间的距离，其参数可以通过改变激光强度和波长进行调谐。我们提出了解析表达式的势能面，从而提供直接访问的光场参数所需的分子间相互作用的实验设计。
2011-05-31 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Quasiclassical approach to high-energy QED processes in strong laser and atomic fields
基于准经典格林函数，发展了一种研究强激光场和原子场联合作用下高能量子电动力学过程的方法。利用算子技巧，我们导出了任意平面波和定域势中Dirac方程的格林函数。然后，我们计算了强激光场作用下，任意电荷数原子场中高能电子-正电子光生反应（Bethe-Heitler过程）的总截面。它示出，激光场基本上修改的截面在已经可用的入射光子能量和激光参数。这使得在激光场中观察Bethe-Heitler过程的Landau-Pomeranchuk-Migdal效应的类似效应成为可能。
2012-04-11 physics.atom-ph
Observation of optical Rabi oscillations in transmission signal of atomic vapor under continuous-wave laser excitation
研究了连续激光共振激发下原子吸收信号的时间行为。对~ 1 ns时间分辨率的~（85）Rb的D2线的测量显示出传输信号的不规则振荡行为，这在高激光功率下变得非常明显，并且当激光器被调谐为非共振时消失。应用快速傅里叶变换分析的传输信号揭示了功率相关的频率峰值，这被示出与拉比频率。讨论了观测结果与激光场相位起伏引起的相位-振幅噪声转换的可能联系。
2020-08-04 physics.atom-ph
Simultaneous modulation transfer spectroscopy on transitions of multiple atomic species for compact laser frequency reference modules
本文提出了一种利用单一光学系统同时稳定多原子跃迁激光频率的方法。该方法是基于调制转移光谱和信号分离调制在不同的频率和电子滤波。作为概念的证明，我们演示了钾D $_1$，D $_2$和铷D $_2$跃迁的同步光谱。该技术可以很容易地扩展到其他原子物种，并允许多功能和紧凑的频率参考模块的发展。
2018-06-07 physics.atom-ph
Evolution of the transverse photoelectron momentum distribution for atomic ionization driven by a laser pulse with varying ellipticity
研究了变椭圆率激光脉冲驱动下原子电离的过程。本文研究了在强激光场作用下，沿垂直于偏振面方向发射的光电子的动量分布（横向分布）。结果表明，随着激光脉冲椭圆率的变化，横向分布从接近线偏振的奇异尖状分布演变为接近圆偏振的平滑高斯结构。在后一种情况下，当椭圆率参数$ε\to 1$的强场近似公式的横向动量分布变得定量正确。
2014-07-02 physics.atom-ph
Tunable frequency-stabilization of UV laser using a Hallow-Cathode Lamp of atomic thallium
利用双色光谱技术实现了一种锁定于377.5nm铊共振跃迁的稳频紫外激光系统。铊原子系统是原子宇称破坏和永久电偶极矩实验的理想候选者，其377.5nm的6P 1/2-> 7S 1/2跃迁在铊激光冷却和俘获实验中具有重要意义。使用原子束共振作为参考，观察到由于空心阴极灯的高压缓冲气体的压力偏移。通过调节两束频差为130 MHz的泵浦光产生的两个无多普勒饱和曲线的峰比来校正这种偏移。由此得到的紫外激光器的频率稳定度是？0.5 0.1 sec积分时间时的MHz。该方案结构紧凑，适用于稳定紫外激光系统，可获得亚MHz的稳定度和频率可调谐性。
2013-03-24 physics.atom-ph
Birefringent atomic vapor laser lock in a hollow cathode lamp
我们报告了一个强大的方法，稳定的激光器的频率的原子跃迁使用空心阴极灯。在对比的标准的二色性原子蒸气激光锁（DAVLL）的方法，它使用由纵向磁场引起的二色性，我们采用由横向磁场引起的双折射。我们应用这种方法的$(5s^2)\ {}^{1}S_{0} - (5s5p)\ {}^{1}P_{1}$过渡（461 nm）的Sr。虽然空心阴极是由铁磁材料制成的，我们成功地应用了一个磁场的足够的强度，以获得一个误差信号与理论上的最大斜率。该方法可应用于不同原子种类的其它空心阴极灯。
2021-11-11 physics.atom-ph
Atomic-signal-based zero field finding technique for unshielded laser-pumped atomic magnetometer
本文提出了一种利用原子信号本身寻找无屏蔽激光泵浦原子磁力计零场的新方法。通过比较抽运光束经过原子蒸气室后的光密度，决定补偿磁场的移动方向和增大或减小会聚步长。在实验室50Hz噪声的限制下，在18s内就可以得到零场，收敛后的步长在x、y、z轴分别小于10nT、10nT和40nT。
2012-03-05 physics.atom-ph quant-ph
Radiation-field-driven ionization in laser-assisted slow atomic collisions
一般认为，对于发生在慢原子碰撞中的电离过程，碰撞系统与量子辐射场的耦合是无关的。然而，在这里，我们表明，-与预期相反-这样的耦合可以强烈影响电离的原子种类A的光束慢慢穿越气体的原子种类B激发的弱激光场。此外，当碰撞速度增加时，这种耦合变得更加重要，达到或超过A和B中典型的电子轨道速度。我们的结果进一步表明，Breit相互作用，事实上，在很低的能量，库仑相互作用占主导地位。
2022-08-21 physics.atom-ph
Spin effects in laser-assisted semirelativistic excitation of atomic hydrogen by electronic impact
结合极化电子束和强激光场的应用，使我们对电子碰撞引起的氢原子半相对论激发有了新的认识。本文综述了激光辅助电子散射的相对论理论处理，特别强调自旋效应。本文还讨论了电子与原子非弹性碰撞的不同自旋组态。激光场在这种碰撞中的作用是非常重要的，并揭示了碰撞过程动力学的新信息。这种相对论性激光辅助碰撞的现代理论研究表明，为了评估我们的计算精度，实验数据的需要是至关重要的。
2012-11-02 physics.atom-ph
Vectorial atomic magnetometer based on coherent transients of laser absorption in Rb vapor
我们在分析共振激光通过铷原子蒸气室传输的相干振荡瞬态过程的基础上，设计并测试了一台原子矢量磁力计。我们表明，在拉莫尔频率和它的第一谐波的振荡幅度有关，通过一个简单的公式来确定的磁场矢量的方向的角度。该磁强计已成功地应用于环境磁场的测量。
2014-02-22 physics.atom-ph
Competition between Factors Determining Bright versus Dark Atomic States within a Laser Mode
我们观察到双峰荧光图案的原子在快速原子束时，激光激发发生在存在的磁场和原子样品的激光轮廓的一部分。该行为很好地解释了激光的局部强度之间的竞争，这往往会产生一个相干布居捕获（CPT）的$J=1$到$J'=0$系统中的暗态，和施加的磁场的强度，可以挫败CPT过程。这项工作是相关的理解和优化的时钟或其他相干系统利用这些过渡的检测过程，并可适用于在原位校准的激光原子相互作用，如在特定位置的磁场或激光强度的强度。
2020-05-11 physics.atom-ph
Model for the Atomic Dielectric Response in Time Dependent Laser Fields
提出了一个计算强激光电场作用下原子介电响应的非局域量子模型。通过在薛定谔方程中用非定域势代替库仑势，可以用0+1D积分方程代替3+1D计算随时间变化的电偶极矩，从而提供显著的计算节省。该模型是基准对建立的电离模型和\textit{ab initio}模拟的时间相关的薛定谔方程。减少的计算开销使该模型成为一个有前途的候选人，将全量子力学时间动力学在激光脉冲传播模拟。
2013-11-21 physics.atom-ph physics.optics physics.plasm-ph
Geometric optics with atomic beams scattered by a detuned standing laser wave
在几何光学极限下，对原子束与失谐驻波激光束的交叉传输进行了理论和数值研究。外部和内部原子自由度之间的相互作用被用于通过光操纵原子沿光轴的运动。通过调节原子激光失谐量，我们在实际实验中演示了如何聚焦、分裂和散射原子束。数值计算发现了原子在规则近共振驻波中的混沌散射现象，并给出了定性解释。一些应用发现的效果进行了讨论。
2012-01-08 physics.atom-ph quant-ph
Simultaneous Multiphoton-Multiatom Processes in Atomic Gases under Laser Fields
本文研究激光场下原子气体中多原子同时吸收光子激发的集体QED过程，揭示其独立于原子间相互作用的特征长度尺度，并提出实验方案加以验证。
2025-04-08 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Dynamic decoupling of laser phase noise in compound atomic clocks
光学原子钟所达到的频率稳定度最终取决于其本振的相干性。目前，即使是最好的超稳定激光器也只允许几秒钟的询问时间。在这里，我们提出了一个通用的测量协议，克服了这一限制。激光相位噪声的工程动态解耦允许任何具有高信噪比的光学原子钟在单次询问中重建远远超过其相干极限的激光相位。然后，复合时钟与任何类型的另一个光学时钟组合形成，允许后者实现比其自身显著更高的频率稳定性。我们展示了一个现实的原理验证实验中的相位重建保真度为99%的协议的实施。该协议能够对最佳超稳定激光系统进行长达几分钟的询问。同样，它可以提高时钟性能，在不太稳定的本地振荡器使用，如在transortable系统。
2019-11-29 physics.atom-ph
Linear response theory for superradiant lasers
我们从理论上研究了超辐射激光器，导出了激光器的原子反转、原子偏振和光场振幅的稳态行为和小振幅响应。我们的三能级激光器的最小模型包括原子布居积累的激光跃迁和原子布居分布的动态引起腔频率调谐，可以发生在现实的实验系统之外。我们表明，人口动态可以作为实时反馈，以稳定或不稳定的激光器的输出功率，我们推导出腔频率调谐拉曼激光器。我们扩展的极小模型来描述一个冷原子拉曼激光器使用$^{87}$ Rb，表明极小模型定性地捕捉更复杂系统的基本特征。这项工作通知我们的稳定性的基础上提出的超窄光学原子跃迁的毫赫兹线宽激光器的理解，并将指导这些下一代光频率基准的设计和开发。
2013-11-19 physics.atom-ph
Cesium Based Laser-Atomic Oscillator
Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）
首次演示了基于铯原子的激光原子振荡器，可作为最简主动原子钟或自振荡地磁场原子磁力计，实现光学和电学振荡信号输出。
2026-07-01 physics.atom-ph
Inelastic collisions of relativistic electrons with atomic targets assisted by a laser field
我们考虑相对论电子与原子靶之间的非弹性碰撞时，这个字段仍然比在目标中的典型的内部场弱得多的情况下，由低频激光场的辅助。集中在目标转换，我们表明，它们可以受到激光场的存在下，在很大程度上。这可以通过由电子-激光相互作用引起的相对论性电子的运动中的强修改或者通过当入射电子将激光光子转换成具有等于目标跃迁频率的频率的光子时的康普顿效应来发生。
2009-07-01 physics.atom-ph physics.gen-ph
Rugged mHz-Linewidth Superradiant Laser Driven by a Hot Atomic Beam
提出了一种基于热原子束穿过光学腔的新型超辐射激光器。我们表明，理论上的最小线宽和最大功率是最好的超相干时钟激光器的竞争力。此外，我们的系统在连续波模式下自然运行，这是迄今为止超辐射激光器难以实现的。与现有的超相干激光器不同，我们的设计简单而坚固。这使得它成为第一个广泛使用的超相干激光器的候选者，也是第一个在具有挑战性的环境中实现超相干激光器广受欢迎的应用的候选者。
2020-12-23 physics.atom-ph quant-ph
Doppler-free frequency modulation spectroscopy of atomic erbium in a hollow cathode discharge cell
铒原子系统是电子基态具有非零轨道角动量（$L \neq 0$）的原子玻色-爱因斯坦凝聚体的一个有希望的候选者。本文报道了用外腔半导体激光器对铒原子400.91 $nm$激光冷却跃迁进行稳频的实验研究。在空心阴极放电管中，将无多普勒饱和光谱应用于几种铒同位素的相应电子跃迁。利用频率调制光谱技术，产生过零误差信号，将二极管激光器的频率锁定在铒原子共振上。后者被作为参考激光器，用于激光冷却铒原子的第二主激光系统被频率稳定。
2011-09-02 physics.atom-ph quant-ph
Collisional Redistribution Laser Cooling of a High Pressure Atomic Gas
我们描述了通过辐射的碰撞再分布演示原子气体的激光冷却的测量。该实验使用铷原子在几百巴的氩气缓冲气体压力的存在。稠密气体中的频繁碰撞使远红失谐光场瞬时转变为共振，而自发发射发生在接近未扰动原子跃迁频率的位置。冷却的证据是通过热成像和热成像偏转光谱获得的。冷却后的气体密度大于10 $^{21}$ atoms/cm $^3$，证明了气体原子宏观系综的激光冷却。
2012-01-02 cond-mat.soft physics.atom-ph
Hyperfine and Zeeman Optical Pumping and Transverse Laser Cooling of a Thermal Atomic Beam of Dysprosium Using a Single 421 nm Laser
Johannes Gutenberg-Universität Mainz（约翰内斯·古腾堡美因茨大学）；Helmholtz-Institut Mainz, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung（亥姆霍兹美因茨研究所，GSI重离子研究中心）；Department of Physics, Indian Institute of Technology Tirupati（蒂鲁帕蒂印度理工学院物理系）；Korea National University of Education（韩国国立教育大学）；Department of Physics, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校物理系）
利用单个421 nm激光对热镝原子束进行超精细和塞曼光学泵浦及横向激光冷却，用于基础物理实验中的宇称违反测量。
2025-12-15 physics.atom-ph quant-ph
A single-mode external cavity diode laser using an intra-cavity atomic Faraday filter with short-term linewidth $<400$ kHz and long-term stability of $<1$ MHz
我们报告的二极管激光系统的发展-“法拉第激光器”-使用原子法拉第过滤器作为频率选择元件。与提供可调谐输出频率但需要额外控制系统以实现稳定输出频率的典型外腔二极管激光器系统相比，我们的系统仅在由内部原子法拉第滤波器的峰值传输频率设定的单个频率下发射激光。我们的系统具有短期和长期的稳定性小于1 MHz，这是小于碱金属原子的D-线的自然线宽，使类似的系统适合用作“交钥匙”解决方案的激光冷却实验。
2016-07-07 physics.atom-ph physics.ins-det quant-ph
Fluctuation properties of laser light after interaction with an atomic system: comparison between two-level and multilevel atomic transitions
辐射跃迁中涉及的复杂内部原子结构对透射光的波动（噪声）光谱有影响。简并跃迁在这方面与纯二能级跃迁具有不同的性质。我们通过研究两个简并原子能级之间的某种跃迁来研究这些变化，对于驱动激光的偏振态的不同选择。对于圆偏振，对应于教科书上的二能级原子情形，光谱显示出强激光驱动下的特征Mollow三重态，而相应的噪声谱在某些频率范围内表现出压缩。对于线性偏振驱动器，对应于多电平系统的情况下，额外的功能出现在光学和噪声光谱。这些差异在弱驱动跃迁的情况下更为明显：而两级情况基本上表现出弹性散射，多级情况下有额外的噪声项与自发拉曼跃迁有关。我们还讨论了可能性，实验观察这些预测的差异，通常遇到的情况下，激光驱动器有多余的噪声在其相位正交。
2015-09-14 physics.atom-ph quant-ph
Dynamics of atomic spin-orbit-state wave packets produced by short-pulse laser photodetachment
我们分析了Hultgren等人[Phys. Rev. A { \bf 87}，031404（2013）]关于通过短脉冲激光光剥离C $^-$、Si $^-$和Ge $^-$负离子产生的相干激发原子精细结构流形中的轨道对准和量子拍频的实验，并推导出描述拍频的公式。实验数据的分析，使我们能够提取每个物种的非相干背景的贡献，并表示需要一个完整的密度矩阵处理的问题。
2016-08-25 physics.atom-ph quant-ph
Nonclassical photon pairs from warm atomic vapor using a single driving laser
非经典光场的产生是量子光学研究和量子信息技术应用的重要手段。基于热原子蒸气中的自发四波混频过程，提出了非经典关联光子对源的实现方法。原子仅由单束激光以逆反射方式激发，并采用窄带频率滤波来选择关联光子对。通过分析光场的统计特性，证明了产生的光场的非经典性。所提出的源的测量参数的承诺进一步适用于有效的相互作用与原子系综。
2017-12-01 physics.atom-ph quant-ph
Quantum Control of Qubits and Atomic Motion Using Ultrafast Laser Pulses
脉冲激光器在量子比特的相干控制方面比CW激光器具有显著的优势。本文综述了利用脉冲序列控制单个囚禁原子的内、外态的理论和实验研究进展。确定了两种不同的激光强度制度。当脉冲足够弱，拉比频率$Ω$远小于陷阱频率$\otrap$时，边带跃迁可以被解决，原子-原子纠缠可以以与CW激光器大致相同的方式完成。相比之下，如果脉冲非常强（$Ω\gg \otrap$），则可以组合脉冲自旋相关反冲以创建比陷阱周期快得多的纠缠门。这些快速纠缠门应该在Lamb-Dicke区域之外工作，并且对热原子运动不敏感。
2013-07-01 physics.atom-ph quant-ph
