Coherence enhancement of Rydberg polaritons
Hainan University（海南大学）；Xidian University（西安电子科技大学）；Shanxi University（山西大学）
研究针对里德堡极化激元快速运动退相干问题，设计通过让原子记速度或根据存储时间改相位来增强相干性的方案，经特定协议及中间态选择使检索时相位相干，数值计算显示能几乎完全消除运动退相，推动相关量子光学应用。
2026-07-15 physics.atom-ph quant-ph
Spectra and ground states of one- and two-dimensional laser-driven lattices of ultracold Rydberg atoms
本文研究了激光驱动下一维和二维均匀晶格中超冷里德伯原子在激光耦合消失极限下的静态性质。将正方形格的谱结构与线性链的谱结构进行了比较，指出了它们之间的异同。此外，我们采用了一种基于图论元素的方法来数值确定各种晶格几何形状的激光失谐相关的基态。链以及正方形和矩形晶格的基态提供和讨论。
2012-06-01 physics.atom-ph quant-ph
Gaussian processes for choosing laser parameters for driven, dissipative Rydberg aggregates
为了便于有限温度下开放量子系统的量子模拟，一个重要的组成部分是在给定的时间尺度上实现热化。我们考虑了嵌入在激光驱动的原子环境中的里德伯聚集体（通过长程相互作用相互作用的里德伯原子的排列）。对于最小的聚集体（两个原子），可以通过对四个可调谐激光参数的蛮力扫描来找到合适的激光参数。然而，对于更多的原子，这样的参数扫描在计算上太昂贵了。在这里，我们应用高斯过程来预测热化性能作为激光参数的函数的两个原子和四个原子的聚集。这些预测在1000次模拟中表现得非常好，证明了高斯过程在原子物理学环境中的实用性。使用这种方法，我们发现并提出了有效的激光参数产生热化，这些参数的变化的鲁棒性，以及不同的热化动力学。
2018-06-27 physics.atom-ph quant-ph
Electric field measurements of Rydberg atomic frequency comb based on pulsed laser excitation
本研究提出了一种基于脉冲激光激发里德堡原子的频率梳方法用于电场测量，通过双光子共振激发多速度群原子，显著提高了原子布居数和传感密度，在20 kHz至96 MHz宽频段内实现了高灵敏度电场测量，最小灵敏度达2.9 μV/cm/Hz^(1/2)，为微波计量提供了创新技术方法。
2025-07-11 physics.atom-ph quant-ph
Coherent dynamics of Rydberg atoms in cosmic microwave background radiation
由冷黑体辐射激发的里德伯原子在几十皮秒的时间尺度上显示出长寿命的量子相干性。通过求解无自由参数的非马尔可夫运动方程，得到了密度矩阵的时间演化，并证明了黑体诱导的时间相干性在时间分辨荧光中表现为缓慢衰减（100 ps）的量子拍频.一个分析模型显示了原子本征态之间的能量分裂，跃迁偶极矩和辐射的相干时间的相干动力学的依赖性。实验检测的荧光信号从一个被困的合奏$10^8$里德伯原子进行了讨论，但目前在技术上是具有挑战性的，需要CMB放大有点超出目前的做法。
2013-12-20 physics.atom-ph quant-ph
Laser-assisted binding of ultracold polar molecules with Rydberg atoms in the van der Waals regime
在双光子激光激发下，研究了碱金属里德伯原子与异质二聚体的超冷长程碰撞。在分子保持在库原子里德堡轨道之外的低密度区域中，我们表明原子-分子对进入远程束缚三聚体状态的双光子光缔合（PA）在广泛的原子里德堡通道中是有效的。作为一个案例研究，我们得到的PA线型的三聚体组成的KRb分子的振转基态和激发Rb原子的渐近里德堡能级$n^{2}S_j$和$n^{2}D_j$，为$n=20-80$。我们预测的原子-分子结合能范围$10-10^3$ kHz的第一振动态低于阈值。在1.0 $μ$ K时，平均三聚体形成速率为$10^8\, {\rm s}^{-1}$级，并且弱依赖于主量子数$n$。我们的研究结果为更广泛地理解超冷原子里德伯库中稀分子的奇异长程碰撞奠定了基础。
2021-09-14 physics.atom-ph quant-ph
A versatile, high-power 460nm laser system for Rydberg excitation of ultracold potassium
我们提出了一个多功能的激光系统，它提供了超过1.5W的窄带光，可调谐范围从455-463 nm。它由一个商业钛蓝宝石激光器，这是倍频使用谐振腔二次谐波产生和稳定的外部参考腔。我们展示了一个宽的波长调谐范围与窄线宽和低强度噪声相结合。该激光系统非常适合于原子物理学实验，例如主量子数n > 18的钾原子里德堡态的双光子激发。为了证明这一点，我们进行双光子光谱的超冷钾气体中，我们观察到的电磁诱导的透明共振对应的35 s 1/2状态，并验证激光系统的长期稳定性。此外，通过在磁光阱中进行光谱分析，我们观察到与由于小电场而可获得的s、p、d和更高l态的激发相对应的强损耗特征。
2017-02-09 physics.atom-ph quant-ph
Development of a high-power ultraviolet laser system and observation of fast coherent Rydberg excitation of ytterbium
研制325 nm、输出功率超800 mW的两级倍频紫外激光系统，并借助滤波腔抑制MHz频率噪声，实现镱Rydberg态的快速相干激发。
2024-10-25 physics.atom-ph quant-ph
Direct laser cooling of Rydberg atoms with an isolated-core transition
提出一种通过冷却里德堡电子轨道内残余离子芯来直接激光冷却碱土金属里德堡原子的方案，证明存在可驱动超100μs的闭合冷却循环，并分析了磁场下的冷却动力学。
2024-04-30 physics.atom-ph
Doppler- and recoil-free laser excitation of Rydberg states via three-photon transitions
用三束不同的激光束对里德伯态进行三光子激光激发，可以安排成星形的几何形状，同时消除了反冲效应和多普勒展宽。我们对Rb原子中5 S_{1/2} ->5 P_{3/2} ->6 S_{1/2} ->5 P_{3/2}的一种特殊激光激发方案的分析和数值计算表明，与单光子和双光子激光激发相比，这种方法对冷原子样品和热蒸气都提供了窄得多的线宽和长得多的相干时间，如果三光子跃迁的中间单光子共振失谐超过各自的单光子多普勒宽度。该方法可用于提高里德伯量子门的保真度和里德伯原子光谱测量的精度。
2011-12-01 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Experimental Creation of Single Rydberg Excitations via Adiabatic Passage
在原子系综中，量子信息通常作为单个集体激发来携带。如果单个激励的创建是有效和鲁棒的，则这是非常有利的。Rydberg阻断通过精确控制脉冲面积，对许多实验参数敏感，使通过集体拉比振荡确定性地产生单激发成为可能。本文将绝热快速通过技术应用于介观原子系综中的里德堡激发过程。我们利用一个中间态非共振的双光子激发方案，扫描一个激发激光的激光频率。我们发现啁啾方案保留了集体里德堡激发的内部相位，并且对激光强度和频率失谐的变化更鲁棒。
2021-01-06 physics.atom-ph quant-ph
On the control of Rydberg state population with realistic femtosecond laser pulses
在单激活电子近似下，利用三维模型势，研究了碱金属原子里德堡态的超快制备方法。通过优化激光脉冲的形状，可以产生与现代波形合成器，我们提出了脉冲控制人口转移从基态到一个预先选定的一组里德堡态。优化脉冲下的动力学过程比传统的光学双光子制备里德伯态要复杂得多。
2018-08-24 physics.atom-ph
Modulation transfer protocol for Rydberg RF receivers
本文提出一种基于控制场相位调制和非线性波混频的调制转移协议，用于提高里德伯射频接收机在非共振条件下的检测灵敏度，实验与模拟均验证其可改善射频带宽和弱场响应灵敏度。
2024-09-13 physics.atom-ph quant-ph
Full counting statistics of laser excited Rydberg aggregates in a one-dimensional geometry
我们实验研究了准一维里德堡气体激发的少体里德堡聚集体的全计数统计。我们测量不对称的激发光谱和增加的二阶和三阶统计矩的里德伯数分布，从中我们确定的平均聚集体大小。与数值模拟的直接比较揭示了液体样的空间相关性的存在下，并表明初始晶粒周围的聚集体的顺序增长。这些发现证明了耗散效应在强关联里德堡气体中的重要性，并介绍了一种在没有成像的情况下研究强相互作用多体量子系统中时空关联的方法。
2014-01-09 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Rydberg states generation of Hydrogen atoms with intense laser pulses: the roles of Coulomb force and initial lateral momentum
通过求解含时薛定谔方程和经典轨道蒙特卡罗模拟，研究了强激光脉冲作用下氢原子的里德堡态产生.使用线偏振多周期脉冲和光学半周期脉冲对。通过对这些方法的比较表明，影响激发态布居的$n$ -分布和$l$ -分布的库仑力和初始横向动量对里德堡态的产生都有重要影响。
2014-06-20 physics.atom-ph
Localizing High-Lying Rydberg Wave Packets with Two-Color Laser Fields
利用锁相正交偏振双色激光场对氩原子中高里德堡波包局域化进行了控制。用反应显微镜测量了弱直流场和黑体辐射诱导的高里德堡态电离信号随双色场相对相位的变化。我们发现高位里德堡氩原子的直流场电离产额以周期为$2π$的相对双色相位振荡，而黑体辐射的光电离信号显示周期为$π$ .这些观察结果是一个明确的签名的不对称本地化的电子重新捕获到高躺的里德堡态后，激光脉冲的结论，并支持氩OTC激光相互作用的半经典模拟。因此，我们的研究结果打开了一个有效的途径，以控制本地化的高位里德堡波包。
2017-03-30 physics.atom-ph
High-Fidelity Individual Addressing of Single Atoms in Quantum Registers at Three-Photon Laser Excitation of Rydberg States
本研究提出利用三光子激光激发里德伯态，通过匹配拉比频率空间分布消除位置依赖性，显著提高中性原子量子寄存器中单原子的个体寻址保真度。
2024-11-10 physics.atom-ph quant-ph
Long-lived circular Rydberg states of laser-cooled Rubidium atoms in a cryostat
里德伯能级的精致特性使它们对新兴的量子技术特别有吸引力。然而，在室温下，低角动量激光可达能级的寿命被光学跃迁和微波黑体辐射（BBR）诱导的转移限制在几个$100\,μ\mathrm{s}$。在降低BBR温度的低温环境中，利用圆形里德伯能级的几个$10\,\mathrm{ms}$寿命将获得相当大的改进。我们演示了在低温恒温器中激光冷却铷原子的长寿命环形里德伯能级的制备。我们观察到主量子数$n=52$的循环能级的$3.7\,\mathrm{ms}$寿命。通过监测相邻的圆形水平之间的传输，我们估计在原位的微波BBR温度为$(11\pm 2)\,\mathrm{K}$。测量的原子相干时间（$270\,μ\mathrm{s}$）在这里仅受技术磁场波动的限制。这项工作为量子模拟和冷环形里德伯原子传感开辟了有趣的前景。
2020-03-12 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Dynamic formation of Rydberg aggregates at off-resonant excitation
研究了在非共振激光驱动下超冷二能级原子云的动力学行为。我们发现，共振激发通道导致强烈的尖峰空间相关性与建设的不对称激发结构。这些聚集体可以在整个集合体上延伸，但通常不相对于系统边界局部化。相邻激发之间的特征距离取决于激光失谐量和相互作用势。这些属性导致在空间激发密度，曼德尔$Q$参数，和激发的总数的特征。作为应用，讨论了用里德伯原子实现三原子CSWAP或Fredkin门。该门不仅利用了里德堡封锁，而且还利用了三个原子的非对称几何排列的特殊功能。我们表明，连续波非共振激光驱动是足够的，创造出一个均匀的云所需的空间排列的原子。
2013-10-15 physics.atom-ph quant-ph
Shuttling of Rydberg ions for fast entangling operations
我们介绍了一种方案，纠缠里德伯离子在线性离子晶体中，使用高的里德伯电子态的电极化率与相互库仑耦合的离子，建立共同的运动模式相结合。在激光初始化离子到基态和里德堡态的叠加之后，纠缠操作纯粹通过施加来回穿梭离子晶体的电压脉冲来驱动。这种操作可以在亚$μ$ s时间尺度上实现纠缠，比由连续波激光器驱动的典型门操作快两个数量级以上。我们的分析表明，该协议实现的保真度可以超过$99.9\%$与实验可实现的参数。
2019-08-26 physics.atom-ph quant-ph
Protocols for Rydberg entangling gates featuring robustness against quasi-static errors
本研究提出一类基于里德堡阻塞的中性原子纠缠门新协议，采用共振全局激光脉冲实现受控相位门，验证其对拉比频率校准误差、激光强度波动的鲁棒性，并给出适配原子运动多普勒频移的改进方案。
2022-10-17 physics.atom-ph quant-ph
Coherence in a cold atom photon transistor
最近的实验已经实现了使用冷原子气体的全光光子晶体管。这种方法依赖于电磁感应透明（EIT）与激发到高位里德堡态的原子之间的强相互作用。晶体管通过所谓的里德伯自旋波进行门控，其中单个里德伯激发被整个系综相干地共享。在没有EIT的情况下，入射光子凭借EIT穿过原子系综，而在其存在下，光子被散射，使得原子气体不透明。当前的一个重要挑战是在晶体管的操作期间保持里德伯自旋波的相干性，这将使得例如其相干光学读出及其在量子线路中的进一步处理成为可能。结合场论和量子跃迁的方法，并采用一个简单的模型描述，我们研究了系统和全面的里德堡自旋波的相干性是如何影响光子散射。通过大规模的数值计算，我们展示了随着原子间相互作用强度的增加，相干性如何得到越来越多的保护。对于强相互作用的限制，我们推导出作为入射光子的光学深度和带宽的函数的自旋波保真度的解析表达式。
2015-10-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph 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
Entropic enhancement of spatial correlations in a laser-driven Rydberg gas
在激光驱动的里德伯气体中，激发到里德伯态的原子之间的强相互作用导致集体激发的形成。在所谓的阻塞体积内的原子共享单个里德堡激发，其动态地产生和湮灭。在足够长的时间内，这个被驱动的系统接近稳定状态，这使得它的性质来自于Tonks气体的最大熵状态。使用这种连接，我们表明，里德伯原子之间的空间相关性控制的封锁体积内所包含的原子的数量。对于一个小的数目，该系统有利于无序排列的里德伯原子，而在相反的限制里德伯原子往往安排在一个越来越有序的配置。我们认为，这是一个熵的影响，这是在目前的实验中观察到的。
2012-02-09 cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Rabi oscillations at three-photon laser excitation of a single rubidium Rydberg atom in an optical dipole trap
本文首次在光偶极阱单个铷原子上观测到三光子拉比振荡，利用1367 nm强激光调控中间能级失谐，并探讨了提升相干性以服务量子信息处理的方法。
2024-10-02 physics.atom-ph quant-ph
Coincidence spectroscopy of high-lying Rydberg states produced in strong laser fields
本文报道了强激光脉冲与原子和分子相互作用后的电子发射测量。这些电子起源于由受抑场电离形成的量子数高达$n \lesssim 120$的高位里德堡态。模拟结果表明，隧道电离由一个弱的直流电场和光电离的黑体辐射有助于延迟电子发射的纳秒至微秒尺度。我们测量电离率从这些里德堡态符合光谱。此外，里德伯态的产生对驱动激光场的椭圆率的依赖性证明了这种高位里德伯态是通过电子捕获来填充的。目前的实验提供了详细的定量信息的里德伯生产的受抑场电离。
2016-04-13 physics.atom-ph physics.optics
Spectral properties of finite laser-driven lattices of ultracold Rydberg atoms
利用偶极阻塞效应研究了有限长超冷里德伯原子晶格在激光驱动下的光谱性质。均匀一维格以及与可变间距的格被认为是。在弱激光耦合的情况下，我们发现了大量的多体里德堡态，具有明确的激发特性，从基态开始，这些激发特性是可解析地接近的。对谱的简并性以及本征态的单激发数和成对激发数进行了全面的分析。在强激光区，赝费米子本征模的解析解。提供了这种近似方法的微扰能量修正。
2011-09-14 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Inhomogeneities and impurities in a dense one-dimensional Rydberg lattice gas
本文研究了在激光驱动下具有最近邻完全阻塞的致密一维里德堡格子气。在一定的参数范围内，即使外加场在空间上是不均匀的，也可以解析地找到该系统的基态。我们将利用这个独特的功能来研究杂质的影响-引入的激光参数的局部变化-对多体基态的相关性。此外，我们探讨了交错激光场的作用，交替从网站到网站，从而打破了亚晶格对称性。我们证明，这种技术，它可以应用于实验，揭示了远程相互作用的里德伯气体的关键属性的作用的见解。我们的工作突出了基于局部可调激光场的里德堡晶格气体中多体物理探索的新可能性。
2013-04-18 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Coherence of the Borromean three-body Förster resonances in Rydberg atoms
我们最近在几个冷Rb里德伯原子的长程相互作用中观察到斯塔克调谐的三体Förster共振${\rm 3}\times nP_{3/2} (|M|)\to nS_{1/2} +(n+1)S_{1/2} +nP_{3/2} (|M^{*} |)$ [D.B.Tretyakov et al.，物理修订信函119，173402（2017）]。三体共振出现在相对于普通的二体共振${\rm 2}\times nP_{3/2} (|M|)\to nS_{1/2} +(n+1)S_{1/2} $不同的直流电场下，并且对应于当三个相互作用的原子同时改变它们的状态时的跃迁（两个原子进入$S$状态，并且第三个原子保持在$P$状态但改变其矩投影），其中二体共振对布居转移的贡献可以忽略不计。因此，它具有Borromean性质，代表了一个有效的三体算符，可以用来直接控制量子模拟中的三体相互作用和用里德伯原子实现的量子门。在本文中，我们从理论上研究了这种三体共振的相干性，我们表明，高对比度拉比类布居振荡是可能的局域里德伯原子在一定的空间配置。这为实现基于三体里德伯相互作用的三量子比特量子门和量子模拟铺平了道路。
2018-07-23 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Sub-kHz excitation lasers for Quantum Information Processing with Rydberg atoms
使用原子量子比特的量子信息处理需要具有长期稳定性的窄线宽激光器，用于里德伯态的高保真度相干操纵。在本文中，我们报告的结构和特性的三个连续波（CW）窄线宽激光器同时稳定到一个超高精细法布里-珀罗腔超低膨胀（ULE）玻璃制成的，具有可调的偏移锁定频率。其中一个激光器工作在852 nm，两个锁定在1018 nm的激光器被倍频到509 nm，用于激发$^{133}$ Cs原子到里德堡态。在509 nm处测得光学拍音为260（5）Hz。我们目前的原子和腔共振频率之间的偏移量的测量使用电磁感应透明（EIT）的高分辨率光谱上的冷原子云。长期稳定性是根据20天内的重复光谱确定的，产生$\sim1$ ~Hz/s的线性频率漂移。
2018-02-26 physics.atom-ph
Optimizing the Rydberg EIT spectrum in a thermal vapor
我们提出了里德伯态的电磁感应透明（EIT）测量检查激光偏振，磁场，激光强度的影响，和热$^{87}$ Rb介质的光密度。采用波长为480 nm和780 nm的两束反向传播激光束扫描里德堡态$|33D_{3/2}\rangle$和$|33D_{5/2}\rangle$的光谱。在考虑了相关的Clebsch-Gordan系数、塞曼分裂和多普勒频移后，解析透射表达式很好地拟合了在不同磁场和激光偏振下具有多个跃迁的Rydberg-EIT谱。此外，高对比度的里德伯EIT可以优化与探测激光强度和光密度。Rydberg EIT峰高在$13\%$处实现，其是室温下最大峰高的两倍以上。定量的理论模型被用来表示光谱特性，并预测以及优化条件。具有实时高对比度的Rydberg EIT光谱可以用作量子传感器来检测环境中的电磁场。
2021-11-26 physics.atom-ph
Quantum dynamics of atomic Rydberg excitation in strong laser fields
中性原子在高里德堡态的强激光脉冲中以惊人的大概率存活下来。只有包含了里德伯态激发（RSE），强激光与原子相互作用的图像才完整。已经提出了各种机制来解释潜在的物理学。然而，这两种方法都不能解释实验和含时薛定谔方程（TDSE）模拟中观察到的所有特征。在这里，我们提出了一个基于强场近似（SFA）的完全量子力学模型。它很好地再现了由TDSE获得的RSE的强度依赖性，其表现出一系列调制峰。它们是由于重新捕获释放的电子，以及相关的概率强烈依赖于里德堡态的位置和宇称的事实。我们还提出了在800 nm处的氙中的RSE的测量，其显示与计算一致的峰结构。
2019-06-19 physics.atom-ph
Photon recoil and laser focusing limits to Rydberg gate fidelity
由于光子吸收和再发射的动量反冲，中性原子的内部态与运动自由度的纠缠对里德伯门保真度的限制是量化的。当原子处于内部态的叠加态，但只有其中一个状态被可见光或紫外光子操纵时，就会发生这种情况。介绍了描述这种情况的薛定谔方程，并探讨了两种情况。在第一种情况下，由于激发和受激发射之间在时间上的分离，空间波函数发生偏移，从而产生纠缠。对于处于谐振子势阱中的中性原子，当激光脉冲宽度小于谐振子周期时，原子的退相干可以用突变近似表示。在这个极限下，退相干由简单的解析公式给出，该公式考虑了光子的动量、原子的温度、谐振子频率和原子质量。在第二种情况下，由于引起吸收和受激发射的光子处于聚焦光束模式，因此门保真度降低。这就导致了内部态的光致变化依赖于质心原子的位置。在脉冲间隔时间较短的情况下，退相干可以用一个简单的解析公式来表示，它涉及到激光束腰、原子温度、陷阱频率和原子质量。研究了标准$π-2π-π$里德伯门和基于高斯包络绝热脉冲的新协议对门保真度的限制。
2020-11-19 physics.atom-ph quant-ph
Dispersive optical nonlinearities in an EIT-Rydberg medium
我们研究了冷里德伯气体中里德伯激发阻断引起的色散光学非线性。考虑了双光子跃迁方案，研究了强控制光存在下对弱光探测的非线性响应。对于非常低的探测场，占主导地位的非线性是三阶的，它们可以准确地评估在稳态政权。在更一般的情况下，由于里德伯相互作用而引起的平均原子布居数和相干性的变化可以通过适当定义的标度参数来表征，标度参数通常是复数，但在某些情况下采用封锁球中原子数的通常含义。它们可以用在一个简单的“万有定标”公式中来确定介质的色散光学非线性。我们还开发了一种新的技术来考虑里德伯相互作用的影响，通过简化处理的非局部相互作用项，所谓的碰撞积分。我们发现代数关系，只涉及两体的相关性，这可以解决数值。所有的平均人口和凝聚力，然后直接获得。
2013-03-20 physics.atom-ph quant-ph
Study of even-parity Rydberg and autoionizing states of lutetium by laser resonance ionization spectroscopy
在TRIUMF离线激光离子源实验台上进行了镥（Lu）的多步激光共振电离光谱研究，观测到偶宇称里德堡系列$6s^2nd$ $^2D_{3/2}$、$6s^2nd$ $^2D_{5/2}$和$6s^2ns$ $^2S_{1/2}$会聚到6s $^2$电离势。实验结果已与以前的工作进行了比较。Rydberg系列$6s^2nd$ $^2D_{5/2}$ 51个节段和Rydberg系列$6s^2ns$ $^2S_{1/2}$ 52个节段为新报告。此外，还观察到六个偶宇称自电离（AI）系列收敛到Lu离子态$5d6s$ $^3D_1$和$5d6s$ $^3D_2$。测量了这些AI态的能级能量。在多通道量子亏损理论（MQDT）的框架内，用相对论多通道理论（RMCT）对AI态的构型进行了指认。
2017-03-07 physics.atom-ph
Stabilization of Rydberg Dissipative Time Crystals Using a Scanning Fabry Perot Interferometer Transfer Lock
Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）
利用扫描法布里珀罗干涉仪转移锁稳定瑞德堡耗散时间晶体，显著降低频率漂移和不稳定性。
2026-02-26 physics.atom-ph quant-ph
Creation of collective many-body states and single photons from two-dimensional Rydberg lattice gases
研究了二维原子格子气集体多体量子态的产生。我们的方法依赖于碱金属原子之间的范德华相互作用，当激光激发到高位里德堡s态时。我们专注于一个政权，在该政权中的激光驱动是强的里德伯原子之间的相互作用。在这里，能量较低的多粒子态可以从二次哈密顿近似计算。这些国家作为一种资源，用于创建确定性的单光子源的潜在用途的说明。这些光子态的性质由晶格的特定几何形状和原子间间距之间的相互作用决定。
2011-02-10 physics.atom-ph quant-ph
Spectroscopy of cold rubidium Rydberg atoms for applications in quantum information
处于高激发态（里德伯态）的原子具有许多独特的性质，这使得它们在量子信息中的应用具有吸引力。这些是大的偶极矩，寿命和极化率，以及里德伯原子之间的强长程相互作用。激光冷却和精密光谱学的实验方法使得能够捕获和操纵单个里德伯原子，并将它们应用于基于光阱中的单个中性原子的量子计算机的量子比特上的量子门的实际实现。本文综述了作者在俄罗斯科学院罗扎诺夫半导体物理研究所和新西伯利亚国立大学进行的关于磁光阱中冷铷里德伯原子的激光和微波光谱及其在量子信息中的可能应用的实验和理论工作。我们还简要回顾了其他团体在这方面所做的研究。
2016-05-24 physics.atom-ph quant-ph
Atomic Rydberg Reservoirs for Polar Molecules
我们讨论了激光修饰的偶极和原子与极性分子之间的范德华相互作用，使一个冷的原子气体与激光混合里德伯能级作为一个设计的水库的弹性和非弹性碰撞过程。弹性散射通道的特征在于大的弹性散射截面和排斥屏蔽以防止近距离碰撞。此外，我们讨论了耗散（非弹性）碰撞，其中自发发射的光子带走（动能）碰撞伙伴的能量，从而提供了一个显着的能量损失在一个单一的碰撞。这导致了一个分子在mK下被冷原子快速热化和冷却到μK状态的情况。
2011-12-18 physics.atom-ph quant-ph
Millisecond-lived circular Rydberg atoms in a room-temperature experiment
环形里德堡态是量子技术的理想工具，具有巨大的相互作用和数十毫秒范围内的极长寿命，比激光可达的里德堡态大两个数量级。然而，这种寿命仅在零温度下观察到。在室温下，黑体辐射诱导的转移会湮灭这种循环态的基本资产，因此迄今为止，这种资产主要用于特定的复杂低温实验。在这里，我们证明，在激光冷却的原子样品，在室温下的主量子数60的循环状态寿命超过一毫秒。抑制结构是一个简单的平面并联电容器，有效地抑制黑体辐射诱导的转移。其中一个电容器电极是完全透明的，并提供对原子的完整光学访问，这是应用的基本特征。该实验为圆形里德伯原子在量子精密测量和量子模拟中的广泛应用铺平了道路。
2022-09-23 physics.atom-ph quant-ph
Theoretical and experimental study of the correlation between pulsed light repetition frequency and electric field measurement
Chongqing University of Post and Telecommunications（重庆邮电大学）；State Key Laboratory of Quantum Optics Technologies and Devices, Shanxi University（山西大学量子光学技术与器件国家重点实验室）
本研究通过理论与实验，探究脉冲激光重复频率对里德伯原子传感器性能的影响，证实其可提升传感器对66MHz、88MHz频段的微弱信号探测灵敏度，为高灵敏原子传感器研发提供新方法。
2026-07-30 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
EIT in V+ inverted $Ξ$ system using Rydberg state in thermal Rb atoms
为稳定量子计算用红外激光器，研究室温铷原子中基于里德堡态的V+倒Ξ系统EIT光谱，发现其室温下信噪比良好，还观测到Autler-Towns分裂，并对比了传统倒Ξ系统的EIT特性。
2025-03-25 physics.atom-ph quant-ph
Controlling quantum numbers and light emission of Rydberg states via the laser pulse duration
高次谐波产生（HHG）通过强场电离和随后的复合过程产生相干高频辐射。最近，一种基于受抑隧道电离（FTI）的补充方法被证明（Nature Photonics 12，620（2018））。它使用由较低量子数里德堡态产生的光谱分离峰来产生相干极紫外（EUV）光。虽然通过控制重组电子轨迹来增强HHG的发射已经有了很多了解，但关于控制里德堡态的量子数分布却知之甚少。一般认为这种分布主要由场强和激光频率决定。我们发现，事实上，它也随着激光脉冲的持续时间显着变化：增加脉冲持续时间耗尽较低的里德伯态，从而大大降低EUV产额。使用电子轨迹分析，我们确定弹性变形的根本原因。我们的研究结果打开了一扇门，更好地控制生产的相干高频辐射，通过结合FTI和HHG机制，也提高了解释依赖于弹性电子衍射的分子成像实验。
2022-04-14 physics.atom-ph
Rabi oscillations between ground and Rydberg states and van der Waals blockade in a mesoscopic frozen Rydberg gas
本文详细分析了我们最近在一个含有大约100个超冷原子的介观系综中观察到的电子基态和里德伯态之间的同步拉比振荡[M. Reetz-Lamour \textit{et al.}，提交，arXiv：0711.4321]。介观云是通过光抽运从激光冷却的Rb原子样品中选出的。采用平顶激光束的双光子方案将原子耦合到主量子数约为30的里德伯态。残余空间强度波动的影响，以及退相干源，如重新分配到其他状态，辐射寿命，和激光带宽进行了分析。这些结果为研究偶极里德堡气体中的相干多体现象提供了新的可能性。作为一个例子，我们证明了范德华封锁，偶极封锁的一个变种，为介观原子样品。
2008-02-12 physics.atom-ph
Driving alkali Rydberg transitions with a phase-modulated optical lattice
本研究提出一种基于有质动力相互作用的里德堡-里德堡跃迁光谱方法，利用相位调制驻波激光和Ku波段调制器的高次谐波实现宽频跃迁探测，具备无多普勒高分辨率特性，可用于高精度光谱及量子操控。
2022-10-04 physics.atom-ph quant-ph
Autler-Townes splitting in the trap-loss fluorescence spectroscopy due to single-step direct Rydberg excitation of cesium cold atomic ensemble
利用铯原子磁光阱和窄线宽连续可调谐318.6nm紫外激光器，对铯原子6S 1/2（F=4）-71P3/2里德堡态的陷阱损失谱进行了实验研究.也就是说，由于紫外激光单步里德伯激发，磁光阱中的原子被激发到里德伯态，这导致原子荧光的降低。基于陷阱损失谱技术，观察到了强冷激光引起的Autler-Townes分裂，并研究了陷阱损失谱AT分裂间隔与参数的关系。此外，通过简化的飞行时间荧光成像测量冷原子的有效温度。此外，还对318.6nm紫外激光器进行了闭环正反馈功率稳定。这为进一步利用紫外激光进行里德伯原子相关的实验研究奠定了基础，对量子计算和量子信息领域的发展具有重要意义。
2023-03-02 physics.atom-ph
A medium-finesse optical cavity for the stabilization of Rydberg lasers
我们描述了一个中等精细度的法布里-珀罗腔的设计，结构和特性的同时稳定的两个激光器工作在960和780 nm波长，分别。该激光器应用于超冷铷里德伯原子的实验中，对于该实验，期望组合激光线宽类似于自然里德伯线宽（约10 kHz）。该腔的精细度约为1500，用于将激光器的线宽减小到低于该水平。通过使用由具有主动温度稳定性的超低膨胀（ULE）玻璃制成的垫片，残余频率漂移被限制在1 MHz/天。该设计优化了易于施工、坚固耐用和经济实惠的特点。
2017-05-12 physics.atom-ph physics.ins-det physics.optics
A tunable CW UV laser with <35 kHz absolute frequency instability for precision spectroscopy of Sr Rydberg states
我们提出了一个固体激光器系统，产生超过200 mW的连续波，窄带光，从316.3 nm - 317.7 nm和318.0 nm - 319.3 nm可调谐。该激光器基于商用光纤放大器和光学倍频技术，以及在周期性极化的化学计量钽酸锂晶体中产生和频。激光频率被稳定到以原子为基准的高精细光学传递腔。使用GPS参考光学频率梳我们测量了$<$ 35 kHz的长期频率不稳定性，时间尺度在$10^{-3}$ s和$10^3$ s之间。作为一个应用程序，我们进行光谱的Sr里德堡态从$n$ = 37 - 81，演示模式跳频扫描的24 GHz。在冷原子样品中，我们测量多普勒限制线宽为350 kHz。
2016-01-28 physics.atom-ph
Adiabatic quantum computation with Rydberg-dressed atoms
研究了一种利用囚禁中性原子实现绝热量子计算的体系结构。基态原子被激光场以里德伯阻断机制为条件的方式修饰，从而提供必要的纠缠相互作用。作为一个基准，我们研究了二次无约束二进制优化（QUBO）问题的解决方案中发现的基态自旋配置的伊辛类模型的性能。我们模拟了一个现实的架构，包括原子实现的细节，量子比特编码到133 Cs的时钟状态，通过受激拉曼跃迁实现的有效B场，以及通过激发到100 P3/2里德堡能级实现的原子-原子耦合。包括光子散射的基本效应，我们发现两个量子比特实现的保真度是在0.99的数量级上，具有更高的保真度可能与改进的激光源。
2013-08-15 physics.atom-ph quant-ph
Rydberg Atomic Antenna in Strongly Driven Multi-Electron Atoms
本研究通过从头算模拟揭示，在强激光场中，里德伯态中间激发作为原子天线，通过场驱动再散射有效耦合自旋-轨道分裂通道，在宇称禁止直接产生相干性的条件下仍能产生超过10%的显著相干性。
2022-09-22 physics.atom-ph
Laser stimulated deexcitation of Rydberg antihydrogen atoms
反氢原子通常在欧洲核子研究中心以广泛的里德伯态形成。基态反原子，那些对精确测量有用的，最终通过自发衰变产生。然而，由于里德伯态的寿命很长，基态反氢原子的可用数量很少，特别是对于依赖于产生反氢原子束的实验。因此，有效地激发衰变以保留更高比例的基态原子用于测量是非常重要的。我们提出了一种方法，最佳地混合的高角动量状态与低的，能够刺激，使用宽带频率激光，去激发向低的状态，然后自发地衰减到基态。我们评估的方法在现实的反氢实验条件。例如，从电荷交换机制形成的$n=20-30$流形中原子的初始分布开始，我们证明了在828 nm产生2 J的激光作用下，超过80%的反氢原子在100 ns内被退激到基态.
2018-12-17 physics.atom-ph
Quantum melting of two-component Rydberg crystals
研究了一维晶体在原子晶格中的量子熔化，其中基态原子被激光激发到两个里德堡态。我们专注于一个制度，内和状态间的密度-密度相互作用以及相干交换相互作用的贡献。我们确定稳定的结晶相在经典的限制，并探讨它们的熔化下引入的激发激光量子涨落以及两体交换。我们发现，在一个特定的参数范围内的量子涨落引入的激光可以引起一个魔鬼的楼梯结构，其中一个可能与过渡的经典极限。通过交换相互作用的熔化也示出了进行在一个台阶状的方式，在小晶体的情况下，由于里德堡自旋波的增殖。
2016-11-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-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
