Cavity driven Rabi oscillations between Rydberg states of atoms trapped on a superconducting atom chip
由冷原子和微波谐振器组成的混合量子系统可以实现原子自旋系统之间的腔介导的无限程相互作用，并实现用于微波到光学转换的原子量子存储器和换能器。为了实现原子与片上微波谐振器的强耦合，建议使用具有强电偶极跃迁的原子里德伯态。本文报道了在集成超导原子芯片上实现超冷原子里德堡跃迁与共面波导谐振腔微波场的相干耦合。我们观察并描述了腔驱动的原子里德堡态在非均匀电场中的拉比振荡。我们的研究证明了里德伯原子与超导电路相互作用的相干态操纵的可行性，但也揭示了挑战。
2021-05-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Microwave-assisted coherent control of ultracold polar molecules with a ladder-type rotational states
我们已经证明了微波辅助相干控制超冷$^{85}$ Rb $^{133}$ Cs分子的梯型配置的旋转状态。探测微波（MW）场用于耦合较低状态$X^1Σ^+(v=0, J=1)$和中间状态$X^1Σ^+(v=0, J=2)$，而控制MW场耦合中间状态和较高状态$X^1Σ^+(v=0, J=3)$。在控制场的存在下，控制MW场可以减少中间转动态$X^1Σ^+(v=0, J=2)$的布居。在此相干谱的光谱分裂和移动的中心频率的加宽被观察到依赖于拉比频率的控制MW场。应用Akaike的信息准则，我们得出结论：随着控制场Rabi频率的增加，我们观测到的相干谱发生在电磁感应透明和Aulter-Townes分裂的交叉区。我们的工作是微波辅助量子控制多能级超冷极性分子的一个重要进展，也为基于超冷分子的量子信息研究提供了巨大的潜力。
2020-09-25 physics.atom-ph
Driving Rabi oscillations at the giant dipole resonance in xenon
自由电子激光（FEL）在XUV和X射线区域中产生短且非常强的光脉冲。我们研究了利用巨偶极共振（GDR）的偶极强度驱动氙原子拉比振荡的可能性。由于GDR的位置在$4d$电离阈值以上，因此GDR在小于30 μ s内衰减。我们发现，10 $^{18}$ W/cm $^2$左右的强度需要诱导拉比振荡的周期相当于寿命。脉冲持续时间不应超过100 as，因为氙将在几个寿命内完全电离。拉比振荡在光电子谱中也以奥特勒-汤斯分裂的形式出现，这种分裂延伸到几十电子伏。
2015-10-31 physics.atom-ph physics.comp-ph quant-ph
Realization of a Laser Cooled Microwave Power Standard
我们证明了一种新的微波功率标准的基础上的电磁相互作用与激光冷却原子的可行性。在辐射的作用下，内态布居发生拉比振荡。测量振荡频率可以确定电磁场强度。在18 dB的动态范围内进行测量，测量的标准偏差约为0.3%。在我们测量的精度范围内，场强与拉比频率呈线性关系。
2005-03-15 physics.atom-ph physics.ins-det
Microwave-assisted Rydberg Electromagnetically induced transparency
我们在一个四能级级联系统中证明了电磁感应透明（EIT），其中两个上层能级是由微波场耦合的里德伯态。由非共振微波场和非共振光场组成的双光子跃迁形成有效的耦合场，诱导探测光的透明性。我们表征的拉比频率的有效耦合场，以及EIT微波谱。结果表明，微波辅助EIT技术可以有效地获得具有较高轨道角动量$\ell=3$的里德堡态，这对研究奇异里德堡态分子具有重要意义.
2018-02-02 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
Resonant and first-order dipolar interactions between ultracold molecules in static and microwave electric fields
我们从理论上研究了在微波或静电电场作用下极化的超冷极性分子之间的碰撞。我们系统地研究了磁场强度，微波极化，和失谐的旋转跃迁的依赖。我们计算的损失，在两体碰撞，实验上观察到的，并比较纯一阶偶极相互作用的预期结果。对于在静态电场作用下极化的基态分子，其动力学行为可用一阶偶极相互作用精确描述。对于微波修整，相反，共振偶极碰撞占主导地位的碰撞过程中，分子沿分子间轴重新取向，并与过渡偶极的全部强度相互作用。对于红色失谐，重取向只能在极端拉比频率下被抑制。对于蓝色失谐的微波，共振偶极相互作用占主导地位，甚至高拉比频率，导致微波屏蔽圆极化和结构性损失，由于共振线极化。计算结果给出了费米$^{23}$ Na、$^{40}$ K和玻色子$^{23}$ Na、$^{39}$ K分子的数值结果。
2021-06-03 physics.atom-ph quant-ph
Quantum Dynamics of a Microwave Driven Superconducting Phase Qubit Coupled to a Two-Level System
我们提出了一个分析和全面的描述耦合到一个微观两能级系统（TLS）的微波共振驱动超导相位量子比特的量子动力学，涵盖了广泛的外部微波场强度。我们的模型预测了几个有趣的现象，在这样一个交流驱动的四能级二分系统，包括反常拉比振荡，高对比度拍拉比振荡，和非凡的双光子跃迁。我们在耦合量子位TLS系统中的实验结果与理论模型的预测在定量上非常一致。
2010-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.atom-ph
Cavity Quantum Electrodynamics Effects with Nitrogen Vacancy Center Spins in Diamond and Microwave Resonators at Room Temperature
在低温微波谐振腔中研究了金刚石中氮空位中心自旋的腔量子电动力学（C-QED）效应，如Rabi分裂、Rabi振荡和超辐射。在这篇文章中，我们探讨了在室温下实现强集体耦合的可能性以及由此产生的自旋系综C-QED效应。热环境对单个自旋的热激发导致具有低对称性和降低的集体自旋-微波场耦合的集体Dicke态的布居。然而，我们的模拟表明，热激发可以通过光学泵浦的自旋冷却补偿。由此产生的具有更高对称性的Dicke态的布居意味着与当前可用的高质量谐振器的强耦合，并且使室温下的C-QED效应在量子传感和量子信息处理中具有潜在的应用。
2021-10-21 physics.atom-ph quant-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
Rabi oscillations and excitation trapping in the coherent excitation of a mesoscopic frozen Rydberg gas
我们利用原子基态的Rabi振荡，研究了由100个超冷原子组成的介观系综到Rydberg态的相干激发。我们采用了一个专用的光束整形和光泵浦方案，以补偿小的过渡矩阵元素。我们研究了弱相互作用和强相互作用下的激发。当通过对态共振增加相互作用强度时，我们观察到通过耦合到高角动量态而增加的激发速率。这种效应与提出的和先前观察到的相互作用引起的激发抑制（所谓的偶极阻断）相反。
2008-01-30 physics.atom-ph
Robust Interaction-Enhanced Sensing via Antisymmetric Rabi Spectroscopy
原子光谱是频率估计的重要工具，在量子传感中有着广泛的应用。原子与原子之间的相互作用可以用来产生纠缠，从而实现量子增强传感。然而，原子与原子之间的相互作用会产生碰撞位移，这给共振频率的测量带来了系统误差。在原子光谱学中，普遍存在着利用原子间相互作用与抑制碰撞位移的矛盾。在这里，我们提出了一个反对称拉比光谱协议没有碰撞位移的存在下，原子-原子相互作用。我们解析地发现反对称点可以用来确定共振频率。对于小的拉比频率，我们的反对称拉比光谱与轻微的原子-原子相互作用可以提供更好的测量精度比传统的拉比光谱。随着原子间相互作用的增强和拉比频率的增加，光谱分辨率将得到显著提高，测量精度甚至可以突破标准量子极限。此外，与通过自旋压缩的量子增强Ramsey干涉术不同，我们的方案对检测噪声具有鲁棒性。我们的反对称拉比光谱协议在各种实际的量子传感器，如原子钟和原子磁力计有很好的应用前景。
2022-10-28 physics.atom-ph quant-ph
Multi-photon Rabi oscillations in high spin paramagnetic impurity
本文报道了用脉冲电子顺磁共振（EPR）方法观察到的MgO中Mn $^{2+}$（S=5/2）杂质的多光子单色量子振荡（Rabi振荡）。我们发现，当微波磁场与各向异性分裂相似或大于各向异性分裂时，拉比振荡具有由许多频率组成的频谱，而不是由S=1/2拉比模型预测的。我们证明了这些新的频率来自多光子相干操纵的多能级自旋杂质。我们发展了一个基于晶体场论和旋转坐标系近似的模型，描述了观察到的现象，具有很好的协议。
2011-10-21 cond-mat.other cond-mat.str-el physics.atom-ph
Controlling the magnetic field sensitivity of atomic clock states by microwave dressing
我们演示了控制的差分塞曼位移之间的时钟状态的超冷铷原子的非共振微波修整。利用微波失谐量对直流场的依赖性，我们抑制了磁囚禁$^{87}$ Rb原子的一阶和二阶微分塞曼位移。通过修整状态对5S $_{1/2} F= 1, m_F = -1$和$F= 2, m_F = 1$，可以实现在所选磁偏移场周围100 mG范围内<0.1 Hz的残余频率扩展。这比Breit-Rabi抛物线魔场中裸态的位移小一个数量级。我们进一步确定双魔点，时钟频率是不敏感的波动都在磁场和敷料拉比频率。该技术与基于芯片的冷原子系统兼容，并允许创建对磁场噪声敏感度降低的时钟和量子比特状态。
2017-07-12 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Rabi-Oscillation Spectroscopy of the Hyperfine Structure of Muonium Atoms
拉比振荡光谱法是一种新的测定共振频率的方法。与绘制共振曲线的传统光谱相比，拉比振荡光谱拟合拉比振荡的时间演化。通过选择最佳的频率，它表明，精度是两倍的传统光谱与扫频。此外，不同条件下的数据可以统一处理，从而可以更有效地测量由加速器产生的有限数量的短寿命粒子（如μ子）组成的系统。我们已经开发了一个拟合函数，考虑到μ素的空间分布和微波强度的空间分布适用于新的方法，基态μ素超精细结构测量在零场。将其应用于实际测量数据，并在各种条件下确定谐振频率。我们的分析结果给出了$ν_{\rm HFS}=4\ 463\ 301.61 \pm 0.71\ {\rm kHz}$，这是世界上零场条件下最高的精度。
2021-02-12 hep-ex physics.atom-ph
FPGA-Controlled Versatile Microwave Source for Cold Atom Experiments
我们提出了一个微波源，是由一个市售的现场可编程门阵列（FPGA）控制。使用FPGA允许精确控制施加到捕获的冷原子样品的时间依赖性微波修整。我们测试我们的微波源，激发拉比振荡的钠旋玻色-爱因斯坦凝聚体。作为补充，我们包括完整的源代码，零件清单，引脚连接图和原理图，使任何团体都可以轻松构建和使用该器件。
2019-09-18 physics.atom-ph physics.ins-det
Collective resonance displacement in strongly driven cold atoms
Université Côte d’Azur, CNRS, INPHYNI（蔚蓝海岸大学、法国国家科学研究中心、INPHYNI）；Departamento de Física, Universidade Federal de São Carlos（圣卡洛斯联邦大学物理系）
该研究探讨了强驱动冷原子中集体共振位移现象，揭示了动态位移与光学深度和泵浦功率的关系，为冷原子系统中的量子操控提供了新见解。
2026-01-13 physics.atom-ph quant-ph
Vacuum Rabi splitting and intracavity dark state in a cavity-atoms system
我们报告了与冷Rb原子耦合的光学腔透射谱的实验测量结果。我们观察到了腔-原子复合系统的多原子真空拉比分裂。在一个Lamda型三能级系统中，当原子与腔场发生共振双光子Raman跃迁时，我们观察到一个具有两个真空Rabi边带和一个代表腔内暗态的中心峰的腔透射谱。暗态共振使中心峰线宽显著变窄，且中心峰位置对空腔频率变化不敏感。
2007-06-25 physics.atom-ph physics.optics
Rabi Oscillations between Atomic and Molecular Condensates Driven with Coherent One-Color Photoassociation
我们证明了玻色-爱因斯坦凝聚体的相干单色光缔合，这导致原子和分子凝聚体之间的拉比振荡。我们获得原子-分子拉比频率是可比的退相干率驱动光缔合的原子在$^{88}$锶凝聚体的亚稳$^{1}S_{0}+^{3}P_{1}$分子势，它具有较长的寿命和大的弗兰克-康登重叠积分与地面散射状态的弱束缚水平。在短时间内可以清楚地看到激发光谱的瞬态位移和加宽，它们产生了一个不对称的激发曲线，仅显示蓝失谐共振的拉比振荡。
2013-10-10 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Accuracy of an Atomic Microwave Power Standard
利用激光冷却原子与电磁相互作用建立了原子微波功率标准。原子穿过波导传输线，在辐射的作用下，内部态布居发生拉比跳跃振荡。振荡频率的测量允许确定入射微波功率。在20 dB的动态范围内观察到多达60次振荡，测量的标准偏差约为0.02%。测量的频率进行了比较，计算和协议的1.3%，5%的不确定性（矩形）被发现。
2005-03-23 physics.atom-ph physics.ins-det
Circularly polarized microwaves for magnetic resonance study in the GHz range: application to nitrogen-vacancy in diamonds
对于许多磁共振实验来说，产生受控极化的时间依赖性磁场的能力是必不可少的。我们描述了一个微带电路，使我们能够产生强磁场在微波频率与任意调整的极化。通过将其应用于金刚石中氮空位色心的光检测磁共振和拉比章动实验，证明了该电路的性能。由于所提出的微带电路的高效率和85%的圆偏振度，可以使用低功率微波发生器来处理金刚石样品的特定自旋状态。
2015-05-27 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph
Simple microwave field imaging technique using hot atomic vapor cells
我们展示了一个简单的技术，微波场成像使用碱金属原子在蒸汽细胞。待测量的微波场驱动原子超精细跃迁的拉比振荡，该超精细跃迁使用激光束和相机以空间分辨的方式检测。我们的蒸气室几何结构能够单次记录具有350 μm空间分辨率的二维微波场图像。使用微制造的蒸气室阵列，几微米的分辨率似乎是可行的。微波磁场的所有矢量分量都可以成像。我们的设备简单紧凑，不需要低温或超高真空。
2012-12-13 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.ins-det
Greatly enhanced absorption of non-resonant microwave fields by ultracold molecules near a Feshbach resonance
我们表明，碰撞诱导吸收的非共振微波光子的超冷分子的气体的概率显着增强附近的Feshbach散射共振。这可用于通过测量微波场吸收来检测超冷分子的费什巴赫共振，以及用于通过在宽范围的场参数中改变微波场的频率和强度来调谐超冷分子的弹性散射截面。
2010-10-27 physics.atm-clus physics.atom-ph physics.chem-ph
Imaging of microwave fields using ultracold atoms
我们报告了一种技术，使用云的超冷原子敏感，可调，和非侵入性的探针微波场成像与微米空间分辨率。微波磁场分量驱动原子超精细跃迁的拉比振荡，其频率可以用静态磁场调谐。使用状态选择性吸收成像完成读出。定量数据提取简单，可以重建微波磁场振幅和相位的分布。虽然我们展示了2d成像，但扩展到3d成像是简单的。我们用这种方法测量了集成在原子芯片上的共面波导周围的微波近场分布。
2010-09-23 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.ins-det
