Evidence for strong van der Waals-type Rydberg-Rydberg interaction in thermal vapor
我们提出了室温以上铷原子气体中里德伯-里德伯相互作用的证据。利用蒸气室实验研究了不同里德堡态在纳秒时间尺度上的拉比振荡。通过分析原子的时间演化，并与退相模型进行比较，我们发现原子的时间演化与里德堡量子数n成正比，这与范德华相互作用是一致的。我们的结果表明，相互作用强度可以大于动能尺度（多普勒宽度），这是实现热量子器件在GHz制度的要求。
2012-12-04 physics.atom-ph quant-ph
Light storage via coherent population oscillation in a thermal cesium vapor
本文报道了在室温下铯原子蒸气中通过相干布居振荡（CPO）现象实现光的存储。实验中，探测场的光学信息被存储在铯原子D_2超精细跃迁F = 3 - F' = 2的塞曼子能级所构成的λ三能级系统的两个基态的CPO中。我们直接表明，这种CPO为基础的存储器是非常不敏感的杂散磁场的不均匀性，并提出了一个寿命主要是有限的，只由原子运动。测量光谱的理论模拟也被开发，并在非常好的协议与实验。
2014-09-19 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Autler-Townes doublet in single-photon Rydberg spectra of Cesium atomic vapor with a 319 nm UV laser
利用无多普勒纯光探测技术，在室温蒸气室和319 nm紫外激光的作用下，研究了铯原子里德伯原子的单光子激发光谱.我们用窄线宽319 nm紫外激光直接将原子从6 S 1/2基态激发到71 P 3/2里德堡态。里德伯态的检测是通过在V型三能级系统中监测852 nm探测光束的吸收来进行的。在强耦合光场下，我们观察到了Autler-Townes双态，并从实验上研究了耦合强度对谱线间距和线宽的影响，这与基于修饰态理论的预言相一致。我们进一步研究了外加磁场下的里德堡谱。非简并塞曼子能级的存在导致了光谱的展宽和移动。它在磁场传感方面具有潜在的应用价值。
2018-11-04 physics.atom-ph
Coherent 455nm beam production in cesium vapor
我们观察到相干，连续波，455 nm的蓝色光束生产通过频率上转换铯蒸汽。两个红外激光器在加热的铯蒸气室中引起强烈的双激发，使原子经历双级联并产生与两个红外泵激光器共同传播的相干、准直的蓝色光束。
2009-05-25 physics.atom-ph physics.optics
Observation of interference effects via four photon excitation of highly excited Rydberg states in thermal cesium vapor
本文报道了利用四步激发方案在热铯蒸气中观测到高激发里德堡态的电磁感应透明和吸收。这种四步方案的优点是，最终跃迁到里德伯态有一个大的偶极矩，可以实现类似的拉比频率的两个或三个步骤的激发方案使用两个数量级少的激光功率。该方案使新的应用，如失相自由里德堡激发。观察到的线形与基于多级光学布洛赫方程的模拟结果吻合良好。
2015-11-22 physics.atom-ph
Study of Rydberg blockade in thermal vapor
本文给出了在热原子蒸气中里德伯阻塞的实验证明，其中原子不一定被冻结。我们发现，并不是所有的相互作用的原子，但只有具有相同的速度的原子集体参与封锁过程。利用这一观测结果，我们建立了一个基于超原子图像的模型来研究热蒸汽中的阻塞相互作用。我们利用光外差探测技术对铷热蒸气中的里德伯布居进行了测量，在合适的实验参数范围内观察到了里德伯布居的密度相关抑制。利用该模型对实验数据的进一步分析验证了范德华相互作用强度$(C_{6})$与里德堡态主量子数的标度律，但存在$11\%$误差.我们的结果表明，在热蒸汽中的多光子激发与适当的激光配置探测里德伯阻塞相互作用的光学非线性和多体效应。
2018-02-19 physics.atom-ph quant-ph
Velocity-selective spectroscopy measurements of Rydberg fine structure states in a hot vapor cell
本文介绍了一种研究热里德伯气体光谱的速度选择光谱技术。该方法提供了光谱间隔的高分辨率测量。基于此方法，在室温133Cs蒸气室中测量了中间态的速度选择性超精细分裂，以及通过双光子里德伯激发的里德伯态的无多普勒精细结构分裂.实验数据与理论预测吻合良好。
2017-05-18 physics.atom-ph quant-ph
Characterization of high-temperature performance of cesium vapor cells with anti-relaxation coating
具有抗弛豫涂层的蒸气室由于其在壁碰撞过程中保持原子自旋极化的能力而被广泛应用于现代原子物理学实验中。我们通过在高达95°C的温度下测量纵向自旋弛豫和蒸汽密度来表征具有不同涂层材料的蒸汽电池的性能。我们发现，自旋投影噪声限制的灵敏度与这种细胞的原子磁力计提高与温度，这表明抗弛豫涂层细胞在未来的高灵敏度磁力计的应用的潜力。
2016-09-15 physics.atom-ph
GHz Rabi flopping to Rydberg states in hot atomic vapor cells
本文报道了在热铷蒸气中，在低于1纳秒的时间尺度上观察到的到里德伯态的拉比振荡。我们使用带宽限制的脉冲激发，并观察到6个完整的拉比周期内的脉冲持续时间为~4 ns。我们发现一个令人惊讶的简单模型的基础上的实验和数值模拟之间的良好协议。这一结果表明，即使在热原子蒸气中，也可以实现与里德堡态的完全相干动力学，从而表明小蒸气室可以作为室温量子器件的平台。此外，该结果意味着单原子里德伯门中先前的相干动力学可以被加速三个数量级。
2011-10-10 physics.atom-ph quant-ph
Single-Photon Rydberg Excitation and Trap-Loss Spectroscopy of Cold Cesium Atoms in a Magneto-Optical Trap by Using of a 319-nm Ultra-Violet Laser System
本文研究了铯原子在磁光阱中的单光子里德伯激发。我们用窄线宽319 nm紫外激光直接将原子从${{6S}_{1/2}}$基态激发到${{nP}_{3/2}}(n=70-100)$里德堡态。里德堡态的检测通过监测当${{6S}_{1/2}} (F = 4)$基态上的部分布居转移到里德堡态时MOT的荧光信号的减少来进行。我们清楚地观察到由于冷却光的陷阱损失谱中的Autler-Townes双峰。利用里德伯原子的大极化率，我们观察到了背景直流电场诱导的Autler-Townes双重态的Stark分裂。通过理论分析研究了斯塔克位移对电场的依赖关系，并由斯塔克分裂的测量结果推断出直流电场。我们发现在冷系综附近存在一个44.8（4）mV/cm的直流电场。这表明高位里德伯原子可以作为直流电场的传感器。
2019-11-21 physics.atom-ph
Study of Rydberg blockade mediated optical non-linearity in thermal vapor using optical heterodyne detection technique
我们证明了热蒸气中双光子激发到里德伯态的阻塞现象。一种基于光外差的技术被用来测量在强激光束的存在下，通过双光子共振耦合到里德伯态的探测光束远离共振到铷的D2线的色散。当耦合到主量子数n = 60的里德堡态时，观察到色散峰的密度相关抑制。用里德伯阻塞现象解释了实验观察。实验测得阻塞半径约为2.2 μ m，这与热蒸汽中双光子共振的多普勒宽度所引起的定标一致。我们的结果为在热蒸汽中实现基于里德伯阻塞的单光子源和强单光子非线性提供了可能。
2016-05-21 physics.atom-ph quant-ph
Spin Relaxation Resonances Due to the Spin-Axis Interaction in Dense Rubidium and Cesium Vapor
稠密碱金属蒸气自旋弛豫的磁去耦曲线中的共振证明，大部分弛豫是由于三重态二聚体中的自旋-轴相互作用。二聚体的自旋轴耦合系数的初步估计是290 MHz的Rb; 2500 MHz的Cs。
2000-09-25 physics.atom-ph
Polychromatic, continuous-wave mirrorless lasing from monochromatic pumping of cesium vapor
本文报道了用与6 $S_{1/2}\rightarrow 8$ P $_{3/2}$跃迁共振的激光泵浦热铯蒸气实现的同时连续波无反射镜激光发射的研究。激发态原子到其基态的衰变路径的多样性导致了在许多跃迁中出现激光，这里在红外（IR）中至少观察到七个波长，在蓝色中观察到两个波长。我们研究了铯蒸气中产生的光场的光功率、方向性和线宽等性质。
2019-06-26 physics.atom-ph physics.optics
Ultralow-power local laser control of the dimer density in alkali-metal vapors through photodesorption
采用超低功率半导体激光辐射诱导铯从固体表面上的部分透明薄膜铯吸附物的光脱附。使用共振拉曼光谱，我们证明，这种光解吸过程使二聚体分子的密度在碱金属蒸气中的一个准确的本地光学控制。
2012-10-08 physics.atom-ph quant-ph
Electrical read out for coherent phenomena involving Rydberg atoms in thermal vapor cells
我们提出了一种非常灵敏和可扩展的方法来测量铷原子的热蒸气室中的高激发里德堡态的布居。我们在一个5毫米的电接触池中检测里德伯电离电流。测得的电流被发现是在良好的协议与理论的里德伯人口的基础上的主方程的三个层次的问题，包括电离通道和在相应的温度下的全多普勒分布。电流检测的信噪比明显优于纯光学技术。
2012-09-28 physics.atom-ph quant-ph
Atom Based Vector Microwave Electrometry Using Rubidium Rydberg Atoms in a Vapor Cell
追求电磁场、时间、长度和重力等量的原子标准显然很重要。我们最近用里德伯态证明了蒸气室中的Rb原子可以作为微波电场强度的一个实用的、紧凑的标准。在这里，我们证明，为第一次，Rb原子激发的蒸汽细胞也可以用于矢量微波电磁测量通过使用里德伯原子电磁诱导的透明度。我们描述了必要的测量，以获得一个任意的微波电场极化的分辨率为$0.5^\circ$。实验与理论进行了比较，发现是非常一致的。
2013-04-15 physics.atom-ph quant-ph
Polarimetric observation of noise of linear birefringence of cesium atomic vapors spectrally localized at double Larmor frequency in a magnetic field
本文研究了探测激光束在磁场中通过铯蒸气池时的椭圆噪声的射频谱。根据Gorbovitskii和Perel提出的模型（Opt. Spektrosc. 54，388（1983）），根据该文献，由于铯蒸气的光学磁化率的张量$ α$的波动所散射的光的外差而产生所观察到的噪声。我们表明，实验和理论上，在噪声测量中，如果这种，随着波动的反对称（gyrotropic）部分的张量$ α$在拉莫尔频率，可以观察到波动的对称部分，对应于波动的线性双折射（对齐）的原子系统。这些波动提供的偏振噪声在光谱上局限于两倍拉莫尔频率。
2020-02-14 physics.atom-ph
Rydberg electromagnetically induced transparency of $^{85}$Rb vapor in Ar, Ne and N$_2$ gases
实验研究惰性气体（Ar、Ne、N$_2$）对$^{85}$Rb蒸气里德伯EIT光谱的频移和展宽，结果与赝势模型定性一致，为低压射频放电诊断提供全光学探针。
2024-08-21 physics.atom-ph quant-ph
Cs nDJ Rydberg-atom macrodimers formed by long-range multipole interaction
对D态铯里德伯原子形成的长程大二聚体进行了实验和计算研究。在铯原子阱中，通过双色光缔合反应制备了长程多极相互作用的铯62 DJ-62 DJ里德伯原子大分子二聚体。第一种颜色（脉冲A）共振激发种子里德伯原子，而第二种颜色（脉冲B，由分子结合能失谐）共振激发62 DJ对渐近线以下的里德伯原子大二聚体状态。里德伯原子分子的测量是通过提取自电离产物和里德伯原子电场电离以及离子检测来实现的。分子光谱与绝热分子势的计算进行了比较。分子的寿命是从指数拟合的依赖性的分子信号上的检测延迟时间，发现约6我们的寿命。
2017-09-18 physics.atom-ph
The role of Coulomb anti-blockade in the photoassociation of long-range Rydberg molecules
我们提出了一种新的机制，有助于通过脉冲场电离的光缔合长程里德伯分子的检测：离子的产品，创建一个长程里德伯分子的衰变，修改周围的基态原子的激发光谱，并促进进一步的原子激发到里德伯态的光缔合光。这种离子介导的激发机制以前被称为“库仑反封锁”。脉冲场电离通常不区分长程里德伯分子和孤立的里德伯原子的电离，因此通过这种机制检测到的原子离子的数量与探针体积中存在的长程里德伯分子的数量不成比例。结合铯原子稠密超冷气体的高分辨率紫外和射频光谱、铯原子nP_3/2里德堡态下束缚的长程里德堡分子的分子水平结构的理论模型以及光缔合和衰变过程的速率模型，我们明确地确定了这种检测机制在长-里德堡分子束缚在原子渐近线以下，斯塔克位移为负。
2022-11-09 physics.atom-ph quant-ph
Detection of radiation torque exerted on an alkali-metal vapor cell
我们研制了一种扭秤，用来测量自旋极化气体原子的旋转，研究气体原子向固体的角动量转移。将铯蒸气室悬挂在真空室中的细线上，并从底部用调谐到$D_2$跃迁的圆偏振光照射，以将铯原子吸收到室中。通过改变扭秤共振频率处的光螺旋度，我们诱导了铯原子的强迫旋转振荡，并检测了铯原子通过其内部施加在铯蒸气室上的辐射力矩。当两个超精细水平的铯原子光泵与纵向磁场的应用程序的扭矩是特别大的。进一步的研究将为气固界面自旋转移过程提供新的认识。
2019-07-03 cond-mat.other physics.atom-ph quant-ph
Doppler-free approach to optical pumping dynamics in the $6S_{1/2}- 5D_{5/2}$ electric quadrupole transition of Cesium vapor
利用非线性无多普勒6P-6S-5D三能级谱研究了室温下铯原子蒸气中$6S_{1/2}-5D_{5/2}$电四极跃迁。对单个E2超精细谱线的频率分辨研究允许人们分析光泵浦动力学、偏振选择规则和谱线强度。这为研究光的轨道角动量向原子的转移，以及超材料对E2线光谱的影响开辟了道路。
2016-05-24 physics.atom-ph physics.optics
Frequency- and Power-Dependent Optical Response of a Cesium Rydberg Microwave Receiver
Jožef Stefan Institute（约瑟夫·斯特凡研究所）；Faculty of Mathematics and Physics, University of Ljubljana（卢布尔雅那大学数学与物理学院）；Atom Quantum Labs（原子量子实验室）
本研究实验测量了室温铯蒸气室作为里德伯微波接收器在电磁感应透明下的频率与功率响应，分析了射频感应的 EIT 分裂及功率曲线特征。
2026-09-28 physics.app-ph physics.atom-ph quant-ph
Optical measurements of strong microwave fields with Rydberg atoms in a vapor cell
利用电磁感应透明（EIT）技术对强微波场中的里德伯原子进行了光谱分析。所测量的光谱响应使得能够对高功率微波进行基于原子的光学电场测量。在我们的实验中，微波辐射到室温的铷蒸气室。微波调谐在双光子65 D-66 D里德堡跃迁附近，电场强度达到230 V/m，约为这些原子微波电离阈值的20%。一个Floquet处理是用来模拟里德堡能级的能量和它们的激发率。我们到达一个经验模型的光谱细胞内的场强分布，产生良好的整体测量和计算的里德堡EIT-Floquet光谱之间的协议。使用Floquet地图中的光谱特征，我们实现了6%的绝对强场测量精度。
2016-01-11 physics.atom-ph quant-ph
Rydberg polaritons in a thermal vapor
我们提出了一个脉冲四波混频（FWM）方案，通过一个里德堡态来创建，存储和检索集体里德堡极化激元。该存储介质由限制在220 μm厚的盒中的热Rb原子的气体组成，这些热Rb原子被加热到室温以上。实验序列包括通过D1线的里德堡极化激元的脉冲激发，可变延迟或存储时间，以及通过D2线的最终检索脉冲。里德伯极化激元的寿命约为1.2 ns，几乎完全受激发带宽和原子相应的运动退相的限制。所提出的方案结合了一个严格限制的原子系综是一个很好的候选人，一个确定性的单光子源，只要强相互作用在里德伯封锁方面被添加。
2016-03-18 physics.atom-ph quant-ph
Relaxation of atomic polarization in paraffin-coated cesium vapor cells
用Franzen的“黑暗中的弛豫”技术[Franzen，Phys. Rev. { \bf 115}，850（1959）]的一种变体，研究了无缓冲气体、涂有石蜡的铯蒸气室中原子极化的弛豫。在本实验中，窄带，圆偏振泵浦光，共振的Cs D2过渡，沿纵向磁场的原子取向，和随时间变化的线性偏振探测光的旋光度测量，以确定一个特定的超精细水平的原子取向的弛豫率。研究了光诱导原子脱附（LIAD）过程中弛豫速率的变化。没有显着的变化，自旋弛豫速率在LIAD过程中发现超出预期的速度更快的自旋交换碰撞由于Cs密度的增加。
2005-03-26 physics.atom-ph
Saturated absorption and electromagnetically induced transparency of residual rubidium in dense cesium vapor
Institute for Physical Research, National Academy of Sciences of Armenia（亚美尼亚国家科学院物理研究所）
研究发现，在高温铯蒸汽中残留的 rubidium 可用于观测饱和吸收和电磁诱导透明共振，通过优化实验条件提升信号质量。
2026-03-10 physics.atom-ph
Coherent amplitude modulation of continuous-wave light in cesium vapor
本文在铯蒸气388 nm连续波激发中观测到与$8P_{3/2}$超精细间隔相近的相干吸收振荡，并将其归因于窗口后向反射辅助的红外放大自发辐射，提出可用于探测蒸气激射。
2024-06-15 physics.atom-ph
Dephasing of ultracold cesium $80D_{5/2}$-Rydberg Electromagnetically Induced Transparency
利用铯原子超冷云研究了包含80个$D_{5/2}$态的级联三能级原子在强相互作用下的里德堡电磁诱导透明。在我们的实验中，强耦合激光耦合6-$P_{3/2}$到80-$D_{5/2}$跃迁，而弱探针驱动6-$S_{1/2}$到6-$P_{3/2}$跃迁，探测耦合诱导的EIT信号。在双光子共振下，我们观察到EIT透射率随时间缓慢下降，这是相互作用诱导亚稳态的特征。利用光学深度OD = $γ_{\rm OD}t$提取退相速率$γ_{\rm OD}$。我们发现，光学深度随时间线性增加，在开始为一个固定的探测入射光子数$R_{\rm in}$饱和之前。失相速率与$R_{\rm in}$呈非线性关系。退相机制主要归因于强的偶极-偶极相互作用，导致从$nD_{5/2}$到其它里德堡态的态转移。我们表明，典型的转移时间$τ_{0(80D)}$状态选择场电离技术获得的EIT传输$τ_{0({\rm EIT})}$的衰减时间是可比的。该实验为研究Rydberg多体系统的强非线性光学效应和亚稳态提供了有用的工具。
2023-01-13 physics.atom-ph
Microwave spectroscopy and Zeeman effect of cesium $(n+2)D_{5/2}\rightarrow nF_{J}$ Rydberg transitions
本研究实现冷铯原子里德伯跃迁的高分辨率微波光谱测量，观测到拉比振荡与塞曼效应特征，理论与实验吻合，为里德伯态研究及场校准提供新途径。
2023-09-09 physics.atom-ph
MEMS Vapor Cells-based Rydberg-atom Electrometry Toward Miniaturization and High Sensitivity
本文研制玻璃-硅-玻璃夹层结构的晶圆级MEMS原子蒸汽池，并据此实现最小可探测微波场2.8 mV/cm的高灵敏度里德堡原子电场测量，推动芯片级器件发展。
2025-09-02 physics.atom-ph quant-ph
Tunable Microwave Magnetic Field Detection based on Rabi Resonance with a Single Cesium-Rubidium Hybrid Vapor Cell
我们实验研究了基于拉比共振的连续频率可调谐微波（MW）磁场检测使用一个单一的混合蒸汽室充满铯和铷原子。多物种原子系统，其可调的能力，在过渡频率，使这种原子传感头，以涵盖更广泛的可检测MW场范围相比，使用一个单一的金属原子。在这里，我们证明了原子拉比共振信号与85 Rb，87 Rb，和133 Cs在同一个蒸汽细胞的同时观察。使用实验上可行的低于500高斯的静态磁场（DC场），我们实现了带宽为4.8 GHz（8.1 GHz左右）的MW磁场强度检测。使用这三种原子系统限制在一个蒸汽室中，也使得能够在直流场的帮助下建立相同的MW场，使我们能够对需要相同电磁环境的不同应用进行完美的比较。这些结果对基于不同物理原理的原子探测器的实现和应用具有一定的参考价值。
2018-08-07 physics.atom-ph
Subwavelength micromachined vapor-cell based Rydberg sensing
本研究首次在毫米级微加工Pyrex-Si-Pyrex气室中实现了Rydberg光谱测量，通过控制温度和光强等参数降低内部静电场影响，实现了低至$10\\,μ\mathrm{V/cm}$的RF场检测灵敏度，推动了芯片级亚波长电磁场传感技术的发展。
2025-06-29 physics.atom-ph quant-ph
Sub-Doppler spectroscopy of Rydberg atoms via velocity selection memory in a hot vapor cell
本文利用泵浦-探测技术在热铯蒸气池中保留初始速度选择痕迹，实现里德伯态的亚多普勒光谱，并在高密度下通过光谱分析获得碰撞位移与展宽信息。
2025-01-05 physics.atom-ph quant-ph
Collective amplification and anisotropic narrowing of alignment signals in cesium vapor under strong spin exchange near zero magnetic field
Ioffe Institute（约费研究所）
研究在强自旋交换条件下近零磁场下线性极化光泵浦铯蒸气中对齐信号异常各向异性现象，通过实验发现垂直于泵浦光束平面的Hanle共振的各向异性随浓度增加而增加，在一个方向上宽度仍由自旋交换保持宽化，而在另一个方向上则接近无自旋交换弛豫限制。随着浓度进一步增加，出现非线性效应，如信号放大、双稳态、滞回和记忆。通过构建一个包含自发极化效应的理论模型来解释这些效应，模型表明超窄对齐共振可能源于自旋横向取向投影到检测轴上的四极子各向异性。这些共振的独特性质，如极小的宽度和由磁场控制的双稳态及长期记忆效应，使其在量子传感和信息中具有应用前景。
2026-07-20 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Pulsed Rydberg four-wave mixing with motion-induced dephasing in a thermal vapor
本文报道了在热铷原子蒸气中的时间分辨脉冲四波混频（FWM）信号。我们观察到四波混频信号的移相时间高达7纳秒，强烈依赖于激发带宽的里德伯态。里德堡态的激发是由ns时间尺度上的脉冲双光子跃迁驱动的。结合第三个cw去激发激光器，根据相位匹配效应和多普勒类平均的组合产生强定向和集体发射。与使用非谐振FWM的先前报告[1]相反，在谐振FWM方案中，我们在入射脉冲结束后不久观察到信号的额外恢复。我们推断这是热原子相干辐射之间运动诱导的相长干涉的复兴。共振四波混频方案揭示了更丰富的时间结构的信号，相比类似的，但非共振激励计划。一个简单的解释在于多普勒类的选择性。我们的数值模拟基于一个四能级模型，包括一个完整的多普勒系综可以定性地描述数据。
2015-12-15 physics.atom-ph quant-ph
Rydberg-atom based radio-frequency electrometry using frequency modulation spectroscopy in room temperature vapor cells
基于里德伯原子的电测法能够在从千兆赫到太赫兹的大频率范围内以高灵敏度进行可追踪的电场测量。这种测量对于射频和太赫兹器件的校准以及诸如电场的近场成像的其他应用特别有用。我们利用频率调制光谱技术和剩余幅度调制的主动控制来提高里德伯原子基射频电测量的光学读出的信噪比。还实现了信号的匹配滤波。虽然我们已经达到了类似的高灵敏度与其他读出方法，调频光谱是有利的，因为它非常适合于建立一个紧凑的，便携式传感器。在当前的实验中，实现了$\sim 3 μV cm^{-1}Hz^{-1/2}$灵敏度，并且发现其是光子散粒噪声限制的。
2017-02-01 physics.atom-ph quant-ph
Strongly correlated growth of Rydberg aggregates in a vapor cell
观察原子气体中强相互作用的多体现象通常需要超冷样品。在这里，我们表明，里德伯原子之间的强相互作用势，使原子蒸气中的多体效应的观察，即使在室温下。我们激发里德伯原子在铯蒸气和观察在实时的平衡激发动力学是一致的聚集机制。实验观察表明定性和定量的微观理论模型的协议。数值模拟表明，新兴的聚集体的强相关的增长是让人想起软物质类型的系统。
2015-03-09 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Double, triple, and quadruple magic wavelengths for cesium ground, excited, and Rydberg states
本文计算了铯Rydberg态的动态极化率，确定了用于同时捕获基态和Rydberg态的双重、三重和四重魔幻波长，为基于铯Rydberg态的量子模拟实验提供了理论指导。
2024-06-03 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Asymmetry analysis of Autler-Townes doublet in the trap-loss fluorescence spectroscopy of cesium MOT with single step Rydberg excitation
本文研究了铯磁光阱单步里德堡激发的阱损荧光光谱中 Autler-Townes 双峰的不对称性，通过 V 型三能级系统模型和实验揭示了冷却激光失谐对双峰对称性及间隔的非线性影响，为冷原子精密测量提供了优化方法。
2025-04-26 physics.atom-ph
Sub-wavelength microwave electric field imaging using Rydberg atoms inside atomic vapor cells
最近我们利用里德伯原子电磁感应透明原理，证明了蒸气室中的碱金属原子可以作为微波电场强度和极化的高精度标准。在这里，我们表明，第一次，里德伯原子电磁诱导透明可以用来成像微波电场以前所未有的精度。该方法的空间分辨率远达亚波长范围。电场分辨率与我们在先前实验中证明的分辨率相似。我们的实验结果与有限元计算的测试电场图案。
2014-03-14 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Femtosecond frequency comb measurement of absolute frequencies and hyperfine coupling constants in cesium vapor
我们测量了^{133}Cs蒸气中8 S_{1/2}，9 S_{1/2}，7 D_{3/2}和7 D_{5/2}态的绝对跃迁频率和超精细耦合常数。通过6 P_{1/2}或6 P_{3/2}中间态的逐步激发直接用来自稳定的飞秒激光器光学频率梳的宽带激光执行。激光束被分裂，反向传播和聚焦到一个室温的铯蒸气室。扫描频率梳的重复率，并且我们在激发态的衰变的7 P_{1/2,3/2} -> 6 S_{1/2}分支上检测荧光。通过在激光束路径中引入窄带干涉滤波器，隔离了不同状态的激发。使用非线性最小二乘法，我们发现测量的过渡频率和超精细耦合常数，是在协议与其他最近的测量8 S状态，并提供两个数量级的改进比先前公布的结果为9 S和7 D状态。
2010-01-18 physics.atom-ph
Sub-natural $N$-type Resonance in Cesium Atomic Vapor: splitting in magnetic fields
本文首次研究了Cs原子$D_2$线在缓冲气体（氖）存在下，在两个连续窄带半导体激光器的辐射下，Λ系统中的亚自然宽度$N$型共振。$L$ = 1 cm长的电池用于研究$N$型过程。磁场中$^{133}$ Cs原子的$N$型共振被分成七个或八个分量，取决于磁场和激光辐射方向。结果表明，$F_g$ = 3，4的水平是初始和最终的N共振形成。有磁场时的实验结果与理论曲线吻合较好。
2013-10-15 physics.atom-ph
Six-wave mixing of optical and microwave fields using Rydberg excitations in thermal atomic vapor
基于Rydberg EIT的微波传感由于其暗态的光泵浦速率的基本限制而具有有限的微波到光转换带宽。研究了热原子蒸气中探测光场和耦合光场的参量六波混频，通过双光子激发和两个频偏为$δ$的微波场驱动原子到Rydberg态，实现了Rydberg-Rydberg跃迁.在本实验中实现了$17$ MHz的微波到光转换带宽，这受到可用耦合功率的限制。进一步的理论研究表明，该系统具有较高的调制带宽和较大的耦合拉比频率。
2022-07-05 physics.atom-ph
Velocity preserving transfer between highly excited atomic states: Black Body Radiation and Collisions
利用抽运-探测光谱技术研究了铯原子$7\mathrm{P}_{1/2}$或$7\mathrm{P}_{3/2}$在黑体辐射和原子间碰撞作用下激发态向邻近能级的再分配。在低蒸汽密度，我们测量的初始，速度选择，原子激发BBR的再分配。这保留了选定的原子速度，使我们能够执行$\mathrm{6D\rightarrow 7F}$跃迁的高分辨率光谱。这种转移机制也可以用来执行铯高激发$\mathrm{nG}$水平的亚多普勒光谱。在高密度下，我们观察到原子间的碰撞重新分配内的铯$\mathrm{7P}$精细和超精细结构的激发。我们发现，$\mathrm{7P}$重新分配涉及状态变化的碰撞，保持原子速度的初始选择。这些再分布机制对于探测稠密碱蒸气中高激发态激发态的实验具有重要意义。
2021-01-19 physics.atom-ph quant-ph
Vapor cell Rydberg atom electrometry with time-separated fields
本文提出一种基于时间分离场的蒸气池里德伯原子微波电场测量方法，通过暗态量子演化和状态依赖探测实现10 GHz信号检测，灵敏度达10 nV/cm/Hz$^{1/2}$。
2024-06-07 physics.atom-ph
Emergence of synchronisation in a driven-dissipative hot Rydberg vapor
本文在热铷原子蒸气中观测到里德堡态同步现象，并通过全局里德堡密度平均场理论解释了强相互作用导致的频率与相位锁定。
2025-03-10 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Measuring Interaction-Induced Energy Shifts of Rydberg Atoms in Hot Vapor
Centre for Quantum Optical Technologies, Centre of New Technologies, University of Warsaw（华沙大学新技术中心量子光学技术研究中心）；Faculty of Physics, University of Warsaw（华沙大学物理学院）
研究测量热蒸汽中里德堡原子相互作用诱导能移，利用观察对应分裂EIA效应的透射极小值的方法，为准确建模平均场里德堡原子相互作用及检测强相互作用提供了有价值工具。
2026-08-04 physics.atom-ph
Charge-induced optical bistability in thermal Rydberg vapor
研究了受驱动的里德伯原子系综中的光学双稳现象。通过对铷和铯的热蒸气进行两个实验，我们能够揭示导致这种非线性行为的潜在相互作用机制。由于这两种原子的性质不同，我们认为里德堡态的大极化率与自发电离里德伯原子的电场的结合是相关的相互作用机制。在铷的情况下，我们直接测量的电场的情况下，通过两个物种的光谱。在铯中，我们利用不同l态的极化率的不同符号和施加电场的可能性。这两个实验使我们能够排除偶极-偶极相互作用，并支持我们的假设的电荷诱导的双稳态。
2016-12-19 physics.atom-ph
Observations of Ultrafast Superfluorescent Beatings in a Cesium Atomic Vapor Excited by Femtosecond Laser Pulses
蒸气中单个原子的自发发射持续纳秒，如果不是微秒的话，这种发射中的跳动只涉及直接激发的能量子能级。相比之下，超荧光发射在大大减少的时间尺度上爆发，并且它们的跳动涉及直接和间接激发的能量子能级。在这项工作中，皮秒和飞秒超荧光拍观察到从一个致密的铯原子蒸气。铯原子被60飞秒长、800 nm的激光脉冲激发，通过双光子过程进入基态6S和激发态8S的相干叠加态。作为瞬态四波混频过程的一部分，我们记录并研究了6S-7P低跃迁的耦合超荧光蓝光。延迟的建立时间，这种蓝光测量作为输入激光束功率的函数，使用高分辨率2 ps条纹相机。随着蒸汽温度降低，原子数量减少一半，依赖于功率的累积延迟时间始终加倍。在低功率和密度下，观察到代表基态分裂的具有100皮秒周期的拍频。所产生的蓝光的自相关测量表现出与230 fs的准周期的拍频对应的分裂的7P级主要在较低的输入激光功率。理解并最终控制超荧光跳动的迷人本质可能会使快速量子操作摆脱原子和分子相当缓慢的自发发射过程。
2021-09-15 physics.atm-clus physics.atom-ph
Radio-frequency-modulated Rydberg states in a vapor cell
我们利用在室温蒸气室中制备的铷里德伯原子作为场传感器测量了强射频（RF）电场。电磁感应透明被用作光学读出。我们分别用50 MHz和100 MHz的磁场对60 $S_{1/2}$和58 $D_{5/2}$里德堡态进行射频调制。对于弱到中等的RF场，里德堡能级变为斯塔克位移，并且边带出现在驱动频率的偶数倍处。在高磁场中，相邻的类氢流形开始与移位能级相交，提供了适合于精确场测量的丰富的光谱结构。用Floquet理论定量地描述了$S$态和$D$态与类氢态的强场能级调制和混合。此外，我们估计了玻璃蒸气室内部直流电场的屏蔽。
2016-01-25 physics.atom-ph
High-angular-momentum Rydberg states in a room-temperature vapor cell for DC electric-field sensing
该研究在室温铷蒸气池中通过三光子EIT与RF缀饰制备高角动量里德伯态，并实现低至50 V/m量级的直流电场传感。
2023-10-16 physics.atm-clus physics.atom-ph quant-ph
Searching optimal conditions for quantum gates application with the new 3-body Förster resonances in Rb and Cs Rydberg atoms
为了实现少体量子门，考虑了里德伯原子间的三体共振相互作用。到目前为止，在铯或铷原子中发现的共振依赖于相邻的两体共振，当主量子数超过$n \simeq 40$时，两体共振不再存在。最近我们提出了碱金属里德伯原子中一类新的三体相互作用共振[P.Cheinet \textit{et al.}，Quant. Elect. \textbf{50}，213（2020）]，其围绕该限制。本文研究了铷和铯里德伯原子中这类新的三体相互作用共振与准禁戒两体相互作用共振的相对强度。然后，我们确定检测和使用这种三体相互作用的最佳情况。
2020-12-23 physics.atom-ph
Doppler-free Rydberg Spectroscopy in Warm Vapor
DEVCOM Army Research Laboratory South（美国陆军研发司令部南实验室）；Department of Physics, The American University（美国大学物理系）；General Technical Services（通用技术服务公司）；Department of Physics, Center for Complex Quantum Systems, The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校复杂量子系统中心物理系）；DEVCOM Army Research Laboratory（美国陆军研发司令部实验室）
本研究通过三激光无多普勒激发技术，在暖蒸汽中实现瑞利密度提升三倍和光谱线宽减少近四倍，为电场传感和确定性光子源提供新方法。
2026-02-23 physics.atom-ph
