Observation of coherent backscattering of light by cold atoms
随机介质对光波的相干后向散射（CBS）是多次散射中干涉效应的一个特征。这种效应已经在从白漆到生物组织的许多系统中进行了研究。最近，我们从激光冷却原子的样品中观察到了CBS，这是一种具有有趣的新特性的散射介质。本文讨论了定量研究冷原子相干后向散射时必须考虑的各种效应。
2000-04-20 cond-mat.dis-nn physics.atom-ph
Coherent backscattering of light by cold atoms: theory meets experiment
准共振光在冷原子上的相干后向散射由于原子散射体的内部结构而呈现出一些特殊的性质。我们提出了实验观察到的CBS锥和蒙特卡罗计算，考虑到原子云的形状以及内部原子结构之间的第一个定量比较。
2002-11-20 cond-mat.dis-nn physics.atom-ph
Coherent backscattering of inelastic photons from atoms and their mirror images
相干后向散射是波在无序介质中传播时的相干效应，涉及两个或多个散射事件。在这里，我们报告的观察相干后向散射从单个原子和它们的镜像。该系统显示出两个重要的优点：首先，可以在低光密度下观察到这种效应，这使得可以在非常稀薄的云中或远离共振的地方工作。第二，由于原子的辐射与其自身图像的辐射相长干涉的事实，该现象对由强饱和引起的退相更加鲁棒。特别是，非弹性散射光子的干涉过程中的贡献被证明。
2016-09-05 physics.atom-ph quant-ph
Mirror-assisted coherent backscattering from the Mollow sidebands
在镜子前面，弱驱动的大无序云的辐射在非相干背景的顶部呈现出向后方向的干涉条纹。虽然强驱动的原子通常很少相干散射，我们在这里表明，镜辅助的版本可以产生高对比度条纹，任意高的饱和参数。由于载流子与原子发射的饱和共振荧光光谱的Mollow边带之间的相干干涉，条纹的对比度随原子跃迁的Rabi频率和镜与原子之间的距离而振荡。因此，该装置代表了一个强大的平台，研究相关散射体的合奏光谱特性。
2017-09-13 physics.atom-ph
Coherent backscattering of intense light by cold atoms with degenerate energy levels: Diagrammatic treatment
本文将强激光对简并能级原子的相干背散射的图解泵浦-探测方法推广到一般情况。我们采用这种方法的双散射信号的光泵原子的过渡$J_g\rightarrow J_e=J_g+1$的螺旋度保持偏振通道的特性。我们发现，在饱和状态下，内部简并变得明显的原子与$J_g\geq 1$，导致更快的CBS增强因子的减少，增加饱和参数比在非简并的情况下。
2014-07-10 physics.atom-ph quant-ph
Coherent backscattering under conditions of electromagnetically induced transparency
研究了共振控制场对超冷原子系综中光场弱局域化的影响。稳态和脉冲光激发被认为是。我们表明，控制场的存在下，基本上改变了类型的干涉效应发生在多重散射的条件下。例如，对于某些散射偏振通道，控制场的存在可引起相消干涉，通过该相消干涉，通常被认为大于1的增强因子变得小于1。
2011-02-27 cond-mat.dis-nn physics.atom-ph physics.optics
Coherent inelastic backscattering of laser light from three isotropic atoms
在保螺旋偏振通道中，研究了二次和三次散射对激光从饱和各向同性原子相干后向散射的影响。使用最近提出的图解泵浦-探测方法，我们解析推导出单原子光谱响应的经典多色驱动场，将它们自洽地结合到双重和三重散射过程，并数值推导出相应的弹性和非弹性光谱，以及总的背散射强度。我们发现，与单独的双散射相比，三重散射贡献的考虑导致相位相干性随着原子跃迁饱和度的增加而衰减得更快，并且与锶原子的实验更好地一致。
2015-04-27 physics.atom-ph quant-ph
Enhanced high-order harmonics through periodicity breaks: from backscattering to impurity states
离域电子的背散射最近已经被建立[Phys. Rev. A 105，L041101（2022）]作为增强具有破缺平移对称性的周期性系统中的高次谐波产生（HHG）的机制。在这里，我们研究了原子链中的可变空间间隙的这种效应。通过数值模拟多电子动力学，我们发现增强的HHG并确定其起源于两种机制，这取决于间隙的大小，无论是反向散射还是从杂质态增强隧穿。由于有间隙的原子链在统一的环境中表现出杂质和空位，因此它提供了在不同情况下周期性断裂如何影响HHG的见解。
2022-04-11 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph
Coherent Backscattering of Ultracold Atoms
本文报道了在准二维组态中直接观测到的超冷原子的相干背散射。在激光散斑无序势中发射具有明确动量的原子，我们遵循动量散射图案的逐步建立，该图案由与多重弹性散射相关的环和向后方向的CBS峰组成。监测耗尽的初始动量分量和形成的角环的个人资料，使我们能够确定微观运输量。CBS峰的时间分辨的演变进行了研究，发现一个公平的协议与预测，在很长的时间，以及在短时间。CBS的观测可以被认为是无序介质中粒子量子输运相干性的直接标志。它是造成所谓的弱局域化现象的原因，这是安德森局域化的前兆。
2012-11-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Magnetic Field Enhanced Coherence Length in Cold Atomic Gases
研究了外加磁场对冷铷蒸气相干后向散射的影响。我们观察到后向散射增强因子可以用$B$ { \it增加}。这种令人惊讶的行为表明，系统的相干长度可以通过施加磁场来增加，与通常的情况形成鲜明对比。这主要是由于塞曼子能级间简并度的提升。我们发现我们的实验数据和一个完整的蒙特卡洛模拟之间的协议，考虑到磁光效应和原子云的几何形状。
2005-06-30 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph
Directional transport along an atomic chain
受最近预测的启发，工程师从原子组件构造波导的色散关系[arXiv：2104.08121]，我们探索在开放的集体量子系统中创建定向传输的可能性。原子波导的光学响应的特征在于通过建立在光电检测理论上的散射矩阵形式主义，使我们能够找到所需的条件，定向模式到模式传输发生，并在实验环境中进行测量。我们发现，定向波导允许通过减少边缘处的后向散射通道来实现光的有效外耦合。这种减少后向散射被认为是发挥了重要作用的动力学时，包括数字混乱。一个定向波导被证明是更强大的本地化，但在成本增加的辐射损失。
2021-11-12 physics.atom-ph quant-ph
Multiple scattering of photons by atomic hyperfine multiplets
光子多重散射中的介观干涉效应与散射体的内部结构密切相关。本文发展了具有任意内部超精细多重态的冷原子与多光子散射的解析理论。对于一个特定的应用程序，我们计算的弹性相干背散射的增强因子作为从一个完整的超精细多重相邻的共振，不能被认为是孤立的失谐的函数。我们的理论允许理解为什么原子的行为不同于经典的瑞利点偶极散射体，以及如何恢复较大的，但仍然微观的物体，如分子或集群的经典描述。
2006-01-06 physics.atom-ph physics.optics
Coherent flash of light emitted by a cold atomic cloud
当一束共振激光射向光学厚度较厚的冷原子云时，突然关闭，向前发射出一束相干的闪光。观察到这种瞬态现象是由于原子散射体的高度共振特性。我们定量分析了它的时空特性，并表现出非常好的协议与理论预测。在补充实验的基础上，在不使用干涉仪的情况下重建了相干光场的相位。
2011-03-31 physics.atom-ph physics.optics
High resolution atomic coherent control via spectral phase manipulation of an optical frequency comb
我们利用飞秒光学频率梳的光谱相位操纵实现了冷原子铷的高分辨率相干控制。瞬态相干积累直接表现为脉冲数对信号幅度和频谱分辨率的提高。频率梳技术和频谱相位操纵的结合使相干控制技术进入了一个新的领域，具有自然的线宽分辨率。
2006-02-09 physics.atom-ph physics.optics
Coherent Control of Atomic Beam Diffraction by Standing Light
量子干涉提供了一种调节热原子束与两个驻波电场相互作用的衍射图样的方法。参数已被确定，以提高衍射概率的一个动量分量超过其他的，具体应用到Rb原子。
2003-06-24 physics.atom-ph physics.optics
Quench dynamics of a weakly interacting disordered Bose gas in momentum space
我们从理论上研究了以有限速度发射的弱相互作用无序玻色气体在动量空间中的非平衡动力学。在没有相互作用的情况下，相干多重散射产生扩散粒子的背景，在其上出现相干后向散射干涉。我们重新审视这种情况下存在的相互作用，使用图解量子输运理论。我们发现，动力学是由耦合动力学方程描述热化的气体的扩散和相干成分。这种现象导致相干反向散射的破坏，这可以用指数弛豫来描述，其速率由粒子碰撞时间控制。数值模拟证实了这些预测。
2020-11-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Coherent Delocalization of Atomic Wave Packets in Driven Lattice Potentials
原子波包加载到相位调制的垂直光格势中，表现出由Wannier-Stark能级间的带内跃迁引起的相干离域动力学。Wannier-Stark带内跃迁在这里观察到通过监测原位波包范围。通过改变调制频率，我们发现在布洛赫频率的整数倍的共振。共振显示了傅立叶有限宽度的询问时间高达2秒。这也可以用于以ppm分辨率确定重力加速度。
2008-01-10 physics.atom-ph physics.optics
Mesoscopic coherence in light scattering from cold, optically dense and disordered atomic systems
本文从理论上评述了冷原子、光密原子和无序原子系统光散射中的相干效应。发展的基本理论工具，然后阐述了通过几个物理原子物理学为基础的过程中，已至少部分实验探索。其中包括从相干后向散射效应、原子气体中的随机激光、量子存储器和光阱机制辅助下的光-原子界面中得出的例证。目前的理解和挑战与过渡到高原子密度和散射过程中的协同性也进行了详细讨论。
2017-01-11 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Coherent deflection of atomic samples and positional mesoscopic superpositions
本文提出基于超辐射与超吸收相互作用的协议，通过原子向腔场转移动量实现原子样品整体相干偏转，并用于构建位置介观原子叠加态。
2025-02-11 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Coherent control of diffuse light dynamics in an ultracold atomic gas
我们表明，相干多重光散射，或漫射光传播，在无序的原子介质中，在超低温下制备，可以有效地延迟在一个强的控制领域启动受激拉曼过程的存在。在相对较短的时间尺度上，当原子系统可以保持其配置并且可以忽略原子运动的影响时，通过多次相干散射通过介质扩散传播的散射信号脉冲可以通过其受激拉曼型转换为自旋相干性而存储在自旋子系统中。我们演示了这种机制，潜在的兴趣开发量子存储器，将工作的例子中的相干光脉冲传播通过碱金属原子蒸气在典型的条件下，在实验中获得的超冷原子。
2011-03-16 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Light storage in a room temperature atomic vapor based on coherent population oscillations
本文报道了在室温原子气室中基于相干布居振荡（CPO）的光存储的实验观察。在亚稳态$^4$ He中，通过偏振选择的$Λ$系统的基态能级之间使用超箭头CPO，这样的光存储被实验证明是相位保持的。因为它不涉及任何原子相干性，所以它具有对诸如小的磁场不均匀性的退相效应鲁棒的优点。存储时间受到$Λ$系统基态的布居寿命的限制。
2014-10-21 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Distinguishing coherent atomic processes using wave mixing
我们能够清楚地区分负责增强低强度原子克尔非线性，即相干布居捕获和相干布居振荡在Rb D1线上进行的实验中，其中一个或其他过程在适当的条件下占主导地位的过程。这种新的方法的基础上的波混合探测相干原子介质的潜力进行了讨论。它允许新的光谱成分以低于kHz的分辨率进行检测，这远低于激光线宽限制。空间选择性和增强的灵敏度使该方法适用于测试稀释的冷原子样品。
2012-05-29 physics.atom-ph
Coherent light propagation through cold atomic clouds beyond the independent scattering approximation
我们计算了在弱探针照明下冷原子气体的相对介电常数，直到密度的二阶。在一个图形表示方法的框架内，我们确定进入相干光传输的相对介电常数的描述的所有二阶图。这些图源于成对位置相关和经常性散射。利用耦合偶极方程，数值模拟了标量波和矢量波的相干传输，与微扰计算结果吻合较好。我们采用这种微扰膨胀的方法，经典的气体在休息，但该方法是可扩展的热气体与有限的原子运动和量子气体的非平凡的对相关性可以自然地包括在内。
2019-01-28 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
A non-scanning atomic magnetometer based on coherent population trapping
本文介绍了一种基于相干布居俘获（CPT）的原子磁力计的工作原理，它不需要任何射频扫描。采用一种混合的方法，包括偏振旋转和定制的传输由于CPT状态，同时作为原子频标以及原子磁力计的设备的操作进行了研究。通过利用磁场辅助同步射频扫描的固有选项，可以进一步提高磁力计灵敏度。
2013-03-22 physics.atom-ph
Exponential decrease of Ramsey linewidth via coherent atomic phase tracking
提出了一种通过非破坏性测量跟踪相干原子相位来减小微波原子钟Ramsey线宽的有效方法。将两个Ramsey脉冲之间的自由演化时间T分为N个分段。在每一个子段中，原子系综的相干相位都由一个附加的大失谐激光探测。前一子部分中的探测相位用于改变下一子部分中的微波脉冲的相位。经过N-1次相干原子位相跟踪后，最终的Ramsey条纹线宽迅速减小，减小幅度为N/（2N-1）。然后，我们证明了这一建议在蒸汽细胞原子钟。经过5次连续的子询问后，Ramsey条纹的线宽减小到27 Hz，比常规Ramsey光谱得到的142 Hz线宽窄得多。
2017-02-16 physics.atom-ph
Coherent light transport in a cold Strontium cloud
利用磁光冷却的锶原子研究了弱局域态下光场的相干输运。在四个偏振通道中使用与锶原子的J=0到J=1跃迁共振的光测量相干后向散射锥。我们发现一个增强因子接近2的螺旋度保持通道，与理论预测一致。这一观察结果证实了内部结构的影响是用铷冷云观察到的对比度降低的关键机制（参见：Labeyrie等人，PRL 83，5266（1999））。实验结果与考虑几何效应的蒙特卡罗模拟吻合良好。
2002-02-05 physics.atom-ph physics.gen-ph
Probing degenerate two-level atomic media by coherent optical heterodyning
我们分析了如何光诱导相干布居振荡和基态塞曼相干在原子介质中的简并两级跃迁可以修改应用连续波共振辐射在亚毫瓦功率水平的光谱。相互相干的光场和外差检测方案的使用允许在kHz水平的光谱分辨率，远低于激光线宽。我们发现，基态塞曼相干可以促进非线性波混合，而相干布居振荡负责的相位和振幅调制的应用领域。给出了简并二能级原子介质中非线性波混频产生新光场的条件。
2011-07-14 physics.atom-ph
Frequency-comb based double-quantum two-dimensional coherent spectroscopy identifies collective hyperfine resonances in atomic vapor induced by dipole-dipole interactions
基于频率梳的多维相干光谱技术是一种新的光学方法，可以在短时间内实现高分辨率的测量。该方法的分辨率使得多维相干光谱学与具有窄共振的原子系统相关。我们利用双量子多维相干光谱揭示了在100 ℃下由偶极-偶极相互作用引起的铷蒸气中的集体超精细共振。我们在双量子二维光谱中观察到了倾斜的线形，这在多普勒展宽系统中还没有报道过。倾斜的线形表明，信号主要来自相对速度接近零的相互作用原子。
2017-11-10 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
Coherent Diffusion of Polaritons in Atomic Media
相干扩散是指原子偶极在蒸汽中经历频繁碰撞而保持其相干性的运动。最近的理论和实验研究的相干扩散对关键的拉曼过程，即拉曼光谱，慢极化激元传播，和存储的光的影响，在这次学术讨论会上进行了审查。
2012-07-29 physics.atom-ph quant-ph
Scattering laser light on cold atoms: multiple scattering signals from single-atom responses
从单原子方程出发，推导了激光驱动两个相距较远原子的相干后向散射信号。与标准的主方程处理方法相比，这种新方法适用于大量原子散射体的推广。
2009-09-30 physics.atom-ph quant-ph
Multiple scattering of light in cold atomic clouds with a magnetic field
从原子散射体的微观理论出发，描述了光在单原子上的光的散射，研究了光在有磁场B存在的冷原子云中的介观相干传播。给出了磁光效应和光学各向异性在B中的非微扰表达式。然后，我们考虑多次散射制度和解决的相干后向散射（CBS）效应的命运。结果表明，对于自旋为非零的原子，其基态的CBS干涉衬度比B=0时的值有所增加，这一结果与经典样品不同。我们验证我们的理论结果与实验数据的定量比较。
2013-03-28 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Robust coherent transport of light in multi-level hot atomic vapors
使用一个模型系统，我们从实验和理论上证明，相干光的散射可以强大的热原子蒸气，尽管显着的多普勒效应。通过在远失谐光散射的线性区域中操作，我们还揭示了由涉及原子超精细结构的非弹性斯托克斯和反斯托克斯跃迁触发的干涉的出现。
2018-12-20 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Atomic Clocks and Coherent Population Trapping: Experiments for Undergraduate Laboratories
我们演示了如何构建和操作一个简单的和负担得起的实验装置，适合本科生设置，以产生和研究原子蒸气中的相干效应，并调查其应用计量学。该装置由一个垂直腔面发射二极管激光器（VCSEL）直接电流调制使用可调谐微波振荡器产生多个光场所需的相干布居捕获（CPT）的观察。这种效应允许非常精确地测量两个基态超精细子能级之间的跃迁频率（“时钟跃迁”），其可用于构建基于CPT的原子钟。
2009-10-20 physics.atom-ph physics.ed-ph
Transcoherent states: Optical states for maximal generation of atomic coherence
量子技术建立在相干叠加的力量之上。原子相干性通常由光学相干性产生，最常见的是通过拉比振荡。然而，光的正则相干态产生不完美的资源;“$\tfracπ{2}$脉冲”的完全量子化描述表明，产生的原子叠加仍然与光纠缠。我们证明了存在光的量子态，它们可以完美地产生相干原子态，并且没有剩余的原子-光场纠缠。这些状态可以在任意短的时间内找到，并且在大强度的极限下接近轻微的数字压缩$\tfracπ{2}$脉冲;对于任何$(2k+1)\tfracπ{2}$脉冲都可以找到类似的理想状态，随着$k$的增加，需要更多的数字压缩。而且，这些态可以反复作为“量子催化剂”，以高概率成功产生相干原子态。从这个角度来看，我们已经确定了比相干态“更相干”的态。
2020-10-30 physics.atom-ph quant-ph
Feedback control of trapped coherent atomic ensembles
我们演示了如何使用反馈来控制被囚禁的相干二能级原子系综的内部态，并保护叠加态免受集体噪声引起的退相干。我们的反馈方案是基于弱光学测量与可忽略的反作用和相干微波操纵。的反馈系统的效率进行了研究，为一个简单的二进制噪声模型，其特征在于从光学探头的信息检索和破坏性之间的权衡。我们还证明了更一般类型的集体噪声的校正。这种技术可用于操作原子干涉仪超出标准拉姆齐计划，开辟了通往改进的原子传感器的道路。
2013-04-23 physics.atom-ph quant-ph
Coherent and Incoherent Multiple Scattering
我们比较了两种不同的模型中的无序系统与球形高斯分布的散射光的传输。一个耦合偶极子模型，考虑到所有的干扰效应，相比一个不相干的模型，使用粒子的随机行走。除了众所周知的相干后向散射效应和一个很明显的前向瓣，非相干模型再现非常好的所有散射功能。在冷原子的实验中，我们使用施加在样品的质心上的动量反冲作为光散射性质的部分探针。我们发现，在多重散射条件下，作用在原子质心上的力并不能很好地表现光传输中的相干效应。
2014-04-04 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
