Dicke model simulation via cavity-assisted Raman transitions
在量子力学中,Dicke模型对于理解耦合到单一电磁模式的原子的集体行为具有根本的重要性。在本文中,我们展示了一个迪克模型模拟使用腔辅助拉曼跃迁的配置使用反向传播的激光束。观测结果表明,运动效应应包括充分考虑的结果,这些结果与使用单光束和共传播配置的实验进行了对比。给出了一个理论描述,占在实验中使用的光束的几何形状,并表明运动效应的潜在作用。特别是一个模型,突出了多普勒展宽的影响所观察到的阈值。
2018-01-24 physics.atom-ph quant-ph
Prospects for the cavity-assisted laser cooling of molecules
通过光子的自由空间耗散散射来冷却分子被认为是不可行的,这是由于分子固有的大量拉曼损耗通道以及构建多个再泵浦激光系统的高昂费用。已经提出使用光学腔来增强相干瑞利散射到衰减腔模式中作为减轻拉曼损耗的潜在方法,从而使得能够将分子激光冷却到超冷温度。我们讨论了腔辅助激光冷却粒子没有封闭的过渡的可能性,确定必要的条件,以实现有效的冷却,并提出了实验约束的解决方案。具体而言,它示出的协同性远远大于统一的冷却所需的没有损失,这可以通过与腔内自定位的分子的超辐射散射。特别强调的是极性羟基自由基(OH),冷样品,其中很容易从斯塔克减速。
2007-05-24 physics.atom-ph quant-ph
Controllable optical bistability and cooling of a mechanical oscillator in a hybrid optomechanical system
本文从理论上研究了来自超冷二能级原子系综腔的光反馈对光机腔中平均腔内光场所表现出的微扰行为的影响。结果表明,光学双稳态可以通过调节驱动激光的频率和功率来控制,并且在很大程度上受到反馈腔中原子系综的影响。从本质上讲,我们的工作强调的可能性,实现一个可控的光开关取决于混合相互作用,命令比一个单一的光机械腔的阈值功率低。此外,我们研究了在这个混合系统中的机械振荡器的光机冷却方面,平均声子数的时间演化表明在未解决的边带制度的振荡器的基态冷却。
2015-08-29 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Tunable frequency reference by optical pumping-assisted intracavity V-type electromagnetically induced transparency
利用光抽运辅助的V型电磁感应透明(EIT)技术实现了腔体线宽的窄化,构成了可调谐高分辨率频率基准。在室温下,光抽运效应会增加V型EIT的透明性,从而使腔线宽明显变窄。对于我们以前的研究中观察到的七个EIT,在所有的EIT中观察到腔线宽变窄。更重要的是,我们发现利用中心EIT可以在100MHz的宽频率范围内保持腔线宽为1.2MHz。这一特性为利用腔内EIT构造高分辨率可调谐频率基准提供了一种新的途径。
2013-09-12 physics.atom-ph physics.optics
Autonomous feedback stabilization of a cavity-coupled spin oscillator
提出利用受驱光学腔的自主反馈,通过色散耦合与腔极化率调节的相干反作用,将原子系综集体自旋稳定在任意能量,并实验验证设定点跟踪和闭环增益谱与理论预测一致。
2023-08-18 physics.atom-ph quant-ph
Passive quantum interconnects: multiplexed remote entanglement generation with cavity-assisted photon scattering
Nanofiber Quantum Technologies, Inc. (NanoQT)(纳米光纤量子技术有限公司);Clarendon Laboratory, University of Oxford(牛津大学克拉伦登实验室)
提出一种基于腔辅助光子散射的时分和波分多路远程原子-原子纠缠生成协议,通过解析和数值建模实现高保真度(0.999)和高生成率(2×10^5 s⁻¹),优于双光子干涉协议。
2026-06-23 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Cavity-mediated coupling of mechanical oscillators limited by quantum backaction
一个复杂的量子系统可以通过简单的量子元素相互耦合来构建。例如,俘获离子或超导量子比特可以通过库仑相互作用耦合,通过虚光子的交换来介导。或者,量子物体可以通过交换实光子来耦合,特别是当在谐振器内驱动时,谐振器放大了与单个电磁模式的相互作用。然而,在这样的开放系统中,耦合信道传送量子信息或产生纠缠的能力可能受到损害。在这里,我们实现了两个空间分离的,近基态的机械振荡器之间的相位相干相互作用的驱动光学腔。我们还观察到的光耦合,这导致在相关的两个振荡器的机械波动所赋予的噪声。实现量子反作用占主导地位的制度打开了大门,许多应用腔光学力学与复杂的机械系统。因此,我们的结果说明了量子物体与光耦合的潜力和挑战。
2015-05-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Cavity ringdown spectroscopy at 2 $μ$m wavelength assisted by a comb-locked optical parametric oscillator
本文开发了一台用于2 μm高精度分子光谱学的频率梳锁定腔衰荡光谱仪,通过外腔二极管激光器锁定单谐振光学参量振荡器信号输出实现,探测N2O热振动带跃迁并实现108 kHz的1-σ全局不确定度。
2025-05-29 physics.atom-ph physics.optics
Fermi-pressure-assisted superradiant transition with a mesoscopic Fermi gas in a cavity
Institute of Physics and Center for Quantum Science and Engineering, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)(洛桑联邦理工学院物理研究所与量子科学与工程中心)
研究介观费米气体在腔体中的超辐射相变,发现费米压强辅助有序与泡利阻塞的交叉,展示光诱导力对自旋分量的影响,实现自旋密度波有序相。
2026-10-07 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Scattering theory for cavity-assisted spin-motion-photon interactions
Nanofiber Quantum Technologies, Inc. (NanoQT)(纳米光纤量子技术有限公司);Clarendon Laboratory, University of Oxford(牛津大学克拉伦登实验室)
提出腔辅助光子散射(CAPS)的完整解析框架,通过将散射理论扩展到运动自由度,统一描述自旋-运动-光子耦合,并揭示运动对原子-光子门的影响及误差抑制参数区域。
2026-06-26 physics.atom-ph quant-ph
Taming Recoil Effect in Cavity-Assisted Quantum Interconnects
Nanofiber Quantum Technologies, Inc.(纳米纤维量子技术公司);University of Oxford(牛津大学)
本文提出了一种分析模型,用于评估远程纠缠生成协议中的运动诱导不保真度,并探讨了在不良腔 regime 和地态冷却条件下抑制反冲效应的方法,为实现高保真度量子网络提供理论支持。
2025-03-25 physics.atom-ph quant-ph
Cavity-assisted preparation and detection of a unitary Fermi gas
我们报道了在高精细度腔中快速产生和弱破坏性探测具有可调相互作用的费米气体。该腔既用于远偏离谐振的光以产生深的光学偶极阱,又用于近谐振的光以达到强的光-物质耦合状态。基于腔的偶极阱允许激光冷却原子的有效捕获,并且晶格抵消方案的使用使得可以执行有效的腔内蒸发冷却。在交叉光偶极阱中转移后,我们产生了深度简并的么正费米气体,其中最多有$7 \cdot 10^5$原子在腔中,具有整体$2.85$ s长序列。然后用近共振光探测腔,对单个云的种群进行500次重复的色散测量,允许对单个样品上缓慢的原子数变化进行弱破坏性观测。该平台将使传输和动力学的实时观测以及驱动耗散,强关联量子物质的研究成为可能。
2020-10-16 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
A noise-immune cavity-assisted non-destructive detection for an optical lattice clock in the quantum regime
提出并实现了一种用于光晶格时钟跃迁几率读出的无损检测方案。该方案依赖于对高精细度腔增强的晶格俘获原子的色散特性的差分外差测量。通过设计,该方案提供了技术噪声源的一阶抑制、增强的信噪比和均匀的原子-腔耦合。我们从理论上证明了该方案在光子散粒噪声极限下是最优的。我们在一个可操作的锶光晶格时钟中实验实现了这种检测方案。分辨率是几个原子的数量级,光子散射率足够低,以保持检测后捕获的原子。该方案为各种不同的询问协议打开了大门,这些协议降低了频率不稳定性,包括原子回收,具有快速重复率的零死区时间时钟和亚量子投影噪声频率稳定性。
2017-03-14 physics.atom-ph
Herriott-Cavity-Assisted Closed-Loop Xe Isotope Comagnetometer
本文介绍了一种赫里奥特腔辅助闭环氦同位素气体回旋磁力计。在该系统中,$^{129}$和$^{131}$的双原子被极化的Rb原子泵浦和探测,并被振荡的磁场连续驱动,其频率通过锁相环(PLL)保持在共振状态。与其他方案不同的是,我们采用了一种Herriott腔来提高Rb磁强计的灵敏度,而不是采用参量调制的方法,这种被动方法的目的是在保持灵敏度的同时提高系统的稳定性。该系统已经证明了0.06 $^\circ$ /h $^{1/2}$的角度随机游走(ARW)和0.2 $^\circ$ /h(0.15 $μ$ Hz)的偏置不稳定性,带宽为1.5 Hz。通过增加一个闭环Rb同位素comagnetometer,我们可以扩展这个系统的双同时工作comagnetometers共享同一个单元。这个扩展系统在精密测量中有着广泛的应用,我们可以同时独立地测量反常场与质子自旋和中子自旋的耦合。
2021-05-17 physics.atom-ph physics.ins-det
Herriott-cavity-assisted all-optical atomic vector magnetometer
本文报道了一种在铷原子蒸气室中使用双Bell-Bloom光抽运光束的全光原子矢量磁强计。该矢量磁强计由两个正交的光泵浦光束组成,分别在$^{85}$ Rb和$^{87}$ Rb Larmor频率处进行幅度调制。我们同时检测由这两个泵浦光激发的原子信号使用一个单一的探测光束在第三方向,并提取场的方向信息使用调制的原子信号和驱动光束之间的相位延迟。通过在气室内部增加一个赫里奥特腔,我们提高了磁强计的灵敏度。在100~ 500 mG的磁场范围内研究了该矢量磁力仪的性能,在10 Hz以上的磁场角灵敏度优于10 $μ$ rad/Hz $^{1/2}$。
2020-05-22 physics.atom-ph physics.ins-det