Sympathetic cooling in a mixture of diamagnetic and paramagnetic atoms
我们将镱的双色光偶极阱与铷的Ioffe-Pritchard型磁阱相结合,在实验上实现了超冷顺磁性铷原子和反磁性镱原子的混合阱。在这个混合阱中,通过与铷的弹性碰撞实现了五种不同的镱同位素的共振冷却。观察到镱同位素的质量上的种间碰撞截面的强烈依赖性。
2010-08-07 physics.atom-ph
Crossed-Beam slowing to enhance narrow-line Ytterbium Magneto-Optic Traps
我们展示了一种方法,以提高原子装载率的镱(Yb)磁光阱(MOT)上的556 nm ${^1S}_0 \rightarrow {^3P}_1$互组合过渡(窄线宽$Γ_g = 2π\times 182$ kHz)。在399 nm ${^1S}_0 \rightarrow {^1P}_1$跃迁(宽线宽$Γ_p = 2π\times 29 $ MHz)附近的原子束的传统塞曼减慢之后,在交叉光束几何形状中的两个激光束,频率调谐在相同跃迁附近,在紧接MOT之前提供额外的减慢。使用这种技术,我们观察到的一个因素的改进,在窄线Yb MOT的原子加载率。这种方法的相对简单性和通用性,使它很容易采用其他实验涉及窄线MOT。我们还提出了一个数值模拟,这两个阶段的慢化过程中所观察到的实验参数的依赖性,并使用它来评估潜在的改进的方法。
2020-09-11 physics.atom-ph
Sub-Doppler cooling of ytterbium with the $^{1}S_{0}$-$^{1}P_{1}$ transition including $^{171}$Yb (I=1/2)
本文报道了在磁光阱中利用$^{1}S_{0}$ - $^{1}P_{1}$跃迁对中性的$^{171}$ Yb和$^{173}$ Yb进行的亚多普勒激光冷却。我们使用两个独立的手段来估计几个Yb同位素的原子云的温度。MOT云成像和释放-再捕获两种方法表现出一致性。对于$^{171}$ Yb和$^{173}$ Yb,分别记录到低于400 $μ$ K和200 $μ$ K的温度,而对于$^{172}$ Yb和$^{174}$ Yb,测量到约1 mK。相比之下,相关的1D多普勒冷却温度极限为694 $μ$ K。在$σ^{+}-σ^{-}$光场阱中I=1/2 $^{171}$ Yb同位素的亚多普勒冷却进一步证明了西西弗斯冷却机制发生在这种3D磁光阱中。
2014-05-06 physics.atom-ph
Differential polarizability at 1064 nm of the strontium intercombination transition
本文测量了1064 nm处锶原子互组合跃迁的差分极化率分量,实验结果与理论预测高度一致,发现了差分极化率严格为零的近圆形“魔幻”偏振并精确测定其椭圆率,为激光冷却光阱锶原子及近红外原子模型提供了新基准。
2024-05-28 physics.atom-ph
Two-Photon Doppler cooling of alkaline-earth-metal and ytterbium atoms
本文分析了利用双光子跃迁激光冷却碱土金属和镱原子的新可能性。我们考虑$^{1}S_{0}$ - $^{1}S_{0}$跃迁,激发与$^{1}P_{1}$能级近共振。这大大增加了双光子跃迁速率,允许有效的动量转移。这种技术的实验实施进行了讨论,我们表明,钙,例如,双光子冷却可以用来实现123微开尔文的多普勒限制。分析了该冷却方案的效率和主要损失机理。
2003-03-10 physics.atom-ph physics.optics
Compact structures for single-beam magneto-optical trapping of ytterbium
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.(德国航空航天中心);Leibniz Universität Hannover(汉诺威莱布尼茨大学);Physikalisch-Technische Bundesanstalt(德国联邦物理技术研究院)
本文提出两种紧凑消色差反射镜结构,实现镱原子单光束磁光阱,并在准平面结构中首次实现费米子碱土类同位素的两级冷却与囚禁。
2024-03-12 physics.atom-ph
Quenched Narrow-Line Laser Cooling of 40Ca to Near the Photon Recoil Limit
我们提出了一种冷却方法,应普遍适用于窄的光学跃迁的原子。该技术使用速度选择脉冲将原子推向零速度暗态,然后淬灭激发态以增加冷却速率。我们证明了这种技术的淬火窄线冷却通过减少1-D温度的中性40 Ca原子的样品。我们用1 S 0(4s 2)到3 P1(4s 4p)657 nm的互组合线进行速度选择和冷却,并用553 nm处的3 P1(4s 4p)到1 S 0(4s 5s)互组合线进行淬火,这将冷却速率提高了8倍。仅受可用淬火激光功率的限制,我们已经从初始2 mK速度分布转移了18%的原子,并实现了低至4 microK的温度,对应于2.8 cm/s的vrms或657 nm处的2个反冲。这种冷却技术与拉曼冷却密切相关,可以扩展到三维。
2001-04-20 physics.atom-ph
Threshold and frequency properties of a cold ytterbium laser
本文研究了冷镱原子在高精细度腔内的激光作用,重点分析了其激光阈值与频率特性,并与理论模型进行了比较。
2024-04-25 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Fiber-comb-stabilized light source at 556 nm for magneto-optical trapping of ytterbium
在556 nm处发射的频率稳定的光源通过将1112 nm激光器倍频来实现,该1112 nm激光器被锁相到基于光纤的光学频率梳。1112 nm激光器是掺镱(Yb)分布反馈光纤激光器或使用外腔二极管激光器作为主激光器的主从激光器系统。我们已经在五天的时间内实现了光源的连续频率稳定。在此光源下,我们利用1 S 0 - 3 P1互组合跃迁完成了Yb原子的第二阶段磁光俘获。当使用飞行时间方法测量时,MOT中的超冷原子的温度为40 uK,并且这足以将原子装载到光晶格中。基于光纤的频率梳是冷原子实验中控制激光频率的有效工具。
2010-05-18 physics.atom-ph physics.optics
High-resolution spectroscopy and single-photon Rydberg excitation of reconfigurable ytterbium atom tweezer arrays utilizing a metastable state
我们提出了一个实验系统的里德伯镊子阵列与镱(Yb)原子的特点之间的地面${}^1$ S $_0$和亚稳态${}^3$ P $_2$状态的内部状态的操纵,和单光子激发从${}^3$ P $_2$的里德伯态。实验中,Yb原子被囚禁在二维光镊阵列中,通过${}^1$ S $_0 \leftrightarrow {}^3$ P $_1$跃迁的荧光成像进行探测,并通过反馈重排制备出无缺陷的Yb原子阵列。我们成功地进行了单原子的高分辨率${}^1$ S $_0\leftrightarrow {}^3$ P $_2$态光谱,证明了这种超窄跃迁的实用性。我们进一步对单原子进行了从${}^3$ P $_2$到Rydberg态的单光子激发,这是实现有效Rydberg激发的关键。我们还进行了一系列的D状态,包括新观察到的${}^3$ D $_3$状态的复杂的能量结构的系统测量。所开发的系统表明,未来的实验对量子模拟和计算使用单个Yb原子的可行性。
2022-04-17 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Two-color Ytterbium MOT in a compact dual-chamber setup
提出一种紧凑型双腔装置制备超冷镱原子的双色MOT方案,利用2D MOT与3D MOT结合宽窄跃迁实现高效原子积累与冷却,并发现三重态布居使俘获原子数翻倍。
2024-12-09 physics.atom-ph quant-ph
Injection locking of a high power ultraviolet laser diode for laser cooling of ytterbium atoms
研制了一套波长为399 nm的高功率紫外激光二极管激光冷却镱原子的激光系统。该系统由一个外腔激光二极管和另一个激光二极管组成,外腔激光二极管提供40 mW的稳频输出,另一个激光二极管通过注入锁定将激光功率放大到220 mW。用于优化我们的注入锁定的系统方法也可以应用于任何其他波长的高功率光源。该系统不依赖于复杂的非线性倍频,对实现可传输的光晶格钟具有重要意义,对凝聚态物理和利用冷原子进行量子信息处理的研究也有重要意义。
2014-12-02 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Compact laser system for a laser-cooled ytterbium ion microwave frequency standard
基于$^{171}\mathrm{Yb^{+}}$在~12.6 GHz的基态跃迁的可移动微波频率标准的发展需要一个紧凑的激光系统用于冷却离子,清除长寿命状态,也用于光电离。在本文中,我们描述了一个合适的紧凑型激光器系统的发展的基础上,6 U高度机架安装的安排与整体尺寸$260 \times 194 \times 335$ mm。激光输出在369 nm(用于冷却),399 nm(光电离),935 nm(再泵浦)和760 nm(状态清除)被组合在光纤布置中,用于递送到我们的线性离子阱,并且我们通过$^{171}\mathrm{Yb^{+}}$离子的冷却来演示该系统。此外,我们表明,在935 nm和760 nm的激光分别接近水蒸气和氧气的吸收线的频率,特别是在760 nm,我们表明,一个$^{171}\mathrm{Yb^{+}}$过渡内的氧气线的压力加宽的轮廓。这些分子跃迁形成用于稳定$^{171}\mathrm{Yb^{+}}$频率标准的激光的方便的波长参考。
2019-03-27 physics.atom-ph
A robust, high-flux source of laser-cooled ytterbium atoms
我们提出了一种高通量的冷镱原子源,它是坚固的,重量轻,维护成本低。我们的装置提供$10^9$原子/s到一个三维磁光阱,而不需要水冷却或高电流电源。我们实现这一点,采用塞曼慢和二维磁光阱完全基于永磁体在Halbach配置。这种策略最大限度地减少了机械复杂性、杂散磁场和发热,同时几乎不需要维护,使其适用于寻求最小化电力消耗的嵌入式系统和大规模实验,以降低其子系统的复杂性。
2020-08-17 physics.atom-ph
Doppler cooling to the Quantum limit
窄转捩上的多普勒冷却受到单次散射事件噪声的限制。它显示了新的功能,这是在一个广泛的过渡,如非高斯动量分布,其均方值接近共振发散冷却形成鲜明对比。我们已经观察到这些功能,使用一维冷却的相互结合的转变锶,并与理论预测和蒙特卡罗模拟的测量进行了比较。我们还发现,对于一个非常窄的过渡,冷却可以改善使用偶极陷阱,其中的时钟偏移被取消。
2011-12-16 physics.atom-ph
Inverted crossover resonance aiding laser cooling of $^{171}$Yb
我们在$π$驱动的四能级系统中观察到一个反向交叉共振,其中$F'-F=0,+1$。通过在$^{171}$ Yb中的$(6s^{2})$ $^{1}S_{0}$ $(6s6p)$ $^{3}P_{1}$跃迁的饱和吸收光谱观察到该信号,其中核自旋为$I=1/2$。增强的吸收信号用于产生用于556 nm激光频率稳定的色散曲线,并且稳定的光在两级磁光阱中冷却$^{171}$ Yb原子,实现20 $μ$ K的温度。无多普勒光谱方案进一步用于测量镱中互组合线的同位素频移和超精细分离。
2016-04-19 physics.atom-ph
Franck-Condon Factors and Radiative Lifetime of the A^{2}Π_{1/2} - X^{2}Σ^{+} Transition of Ytterbium Monoflouride, YbF
本文记录了一氟化镱(YbF)的A^{2}<$_{1/2} - X^{2}<$^{+}(0,0)带的激光激发荧光光谱,并分析了荧光光谱中的Franck-Condon因子。测量值进行了比较,从Rydberg-Klein-Rees(RKR)势能曲线预测。由荧光衰减曲线测得A^{2}Π_{1/2}态的辐射寿命为28 \pm 2 ns,相应的跃迁偶极矩为4.39 \pm 0.16 D.讨论了对激光冷却YbF的影响。
2011-10-09 physics.atom-ph
Narrow-line cooling and imaging of Ytterbium atoms in an optical tweezer array
工程可控、强相互作用的多体量子系统是量子模拟和量子信息处理的前沿。光镊中的激光冷却中性原子阵列由于其灵活性和通过里德伯态产生强相互作用的潜力而成为一个有前途的平台。现有的中性原子阵列实验使用碱金属原子,但碱土金属原子在相干性和控制方面具有许多优势,也为精密测量和计时的新应用打开了大门。在这项工作中,我们提出了一种技术来捕获单个碱土类镱(Yb)原子的光镊阵列。窄的$^1S_0$ - $^3P_1$互组合线用于在532 nm处的魔波长光镊中的冷却和成像。低多普勒温度允许在饱和强度附近成像,从而导致非常高的原子检测保真度。我们通过观察罕见的($10^4$图像中的$<$ 1)自发量子跳跃进入和脱离亚稳态来具体证明成像保真度。我们还展示了随机加载的原子到一个二维的,144位的镊子阵列。该平台将推动量子信息处理、量子模拟和精密测量的发展。所展示的窄线多普勒成像也可以应用于镊子阵列或量子气体显微镜,使用具有类似跃迁的其他原子,如铒和镝。
2018-10-24 physics.atom-ph quant-ph
Sub-Recoil Transverse Momentum Width in a Cold Ytterbium Atomic Beam
该研究通过二维横向激光冷却与长寿命亚稳态动量滤波,产生横向动量宽度低于光子反冲的慢镱原子束,并据此实现 Bragg 干涉仪。
2025-05-13 physics.atom-ph
Three dimensional cooling and trapping with a narrow line
在磁光阱(MOT)中,利用689nm处的Sr相互组合谱线,成功地实现了激光冷却,达到了多普勒冷却光子反冲极限。在本文中,我们提出了一个系统的研究,这样的MOT的加载效率。将实验结果与一个简单的模型进行比较,使我们能够讨论我们的设备的实际限制。我们还详细研究了最终MOT制度强调重力的作用的位置,大小和温度沿垂直和水平方向。在大的激光失谐,人们发现一个不寻常的情况下,冷却和捕获发生在一个高偏置磁场的存在。
2007-08-10 physics.atom-ph
Simultaneous magneto-optical trapping of lithium and ytterbium atoms towards production of ultracold polar molecules
我们首次成功地实现了锂($^6$ Li)和镱($^{174}$ Yb)原子的同时磁光捕获(MOT),以制备超冷极性分子LiYb。为此,我们研制了一台以两种原子为原子源的双原子炉,并成功地观察到了Li和Yb原子在双原子炉原子束中的光谱。我们为CO $_2$激光器建造了真空室,包括带有锌硒(ZnSe)窗口的玻璃池,这是蒸发和交感冷却的有用的光阱光源。压缩MOT中的典型原子数和温度分别为7个$\times10^3$原子,对于$^6$ Li为640 $μ$ K,对于$^{174}$ Yb为7个$\times10^4$原子和60 $μ$ K。
2009-08-14 physics.atom-ph
Quenched narrow-line second- and third-stage laser cooling of 40Ca
我们展示了三维(3-D)淬火窄线激光冷却和捕获的40 Ca。利用5 ms的冷却时间,我们可以将28%的原子从基于强423 nm冷却线的磁光阱转移到基于窄657 nm时钟跃迁的阱(其被552 nm处的相互组合线猝灭),从而将原子的温度从2毫开尔文降低到10微开尔文。这种温度的降低应该有助于将我们的Ca光频标的整体系统频率不确定性降低到< 1 Hz。额外的脉冲,淬火窄线第三阶段冷却在1-D产生子反冲温度低至300 nK,并使得高对比度的双脉冲拉姆齐光谱线型的观察成为可能。
2002-08-20 physics.atom-ph
Doppler cooling and trapping on forbidden transitions
通过将多普勒冷却扩展到禁戒跃迁,已经实现了温度接近反冲极限的超冷原子。通过在自旋禁戒互组合跃迁上操作磁光阱,^40Ca原子云被冷却并捕获到低至6 μK的温度。淬灭长寿命的激发态与一个额外的激光增强了散射率的15倍,而速度的高选择性被保存。用这种方法,超过10%的预冷原子从标准磁光阱已转移到超冷阱。冷却过程的蒙特卡罗模拟与实验结果吻合较好。
2001-05-21 physics.atom-ph
Anisotropic light-shift and magic-polarization of the intercombination line of Dysprosium atoms in a far-detuned dipole trap
我们表征的各向异性微分交流斯塔克位移的Dy $626$ nm的组合跃迁,诱导在远失谐$1070$ nm光偶极陷阱,并观察到存在一个“魔术极化”的极化率的基态和激发态是相等的。从我们的测量中,我们提取的标量和张量分量的动态偶极极化率的激发态,$α_E^\text{s} = 188 (12)\,α_\text{0}$和$α_E^\text{t} = 34 (12)\,α_\text{0}$,分别,其中$α_\text{0}$是原子单位的电极化。我们还提供了一个理论模型,使我们能够预测的激发态极化率,并找到与我们的观察定性协议。此外,我们利用我们的研究结果来优化效率的多普勒冷却的被困气体,通过控制的符号和幅度的非均匀加宽的光学跃迁。由此产生的碰撞速率的初始增益允许我们在强制蒸发冷却后产生准纯的$^{162}$ Dy与$3\times 10^4$原子的玻色-爱因斯坦凝聚体。
2018-10-17 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
An ytterbium quantum gas microscope with narrow-line laser cooling
我们证明了在一个哈伯德制度的二维光晶格与短晶格常数为266 nm的个别玻色子$^{174}\mathrm{Yb}$原子的站点分辨成像。为了抑制用于高分辨率成像的具有波长$λ$ = 399 nm的$^1S_0$ - $^1P_1$跃迁的探测光的加热,并且在荧光成像期间将原子保持在相同的晶格位置,我们通过另外应用具有波长$λ$ = 556 nm的$^1S_0$ - $^3P_1$跃迁的窄线光学糖蜜来同时冷却原子。我们获得了$T = 7.4(1.3)\ μ\mathrm{K}$的低温,对应于成像过程中沿水平轴的平均振荡量子数为0.22(4)。我们在400 ms的曝光时间内平均从单个原子检测到200个荧光光子,并估计检测保真度为87(2)%。实现了对哈勃体系光晶格中Yb原子具有足够保真度的量子气体显微镜,为研究各种量子多体系统(如玻色和费米气体及其混合物)以及长程相互作用系统(如里德伯态)开辟了可能性。
2015-09-10 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Dual-Mode Operation of an Optical Lattice Clock Using Strontium and Ytterbium Atoms
我们已经开发了一种光晶格时钟,它可以工作在两种模式:锶(Sr)时钟模式和镱(Yb)时钟模式。Sr-Yb光晶格时钟的双模操作是通过在时钟的真空室内交替冷却和捕获$^{87}$ Sr和$^{171}$ Yb原子来实现的。Sr和Yb原子的光晶格分别以水平和垂直配置排列,导致被捕获的Sr和Yb原子之间的小距离为100 $μ$ m。依次询问俘获原子中的$^{1}$ S $_{0}$ - $^{3}$ P $_{0}$时钟跃迁,并将时钟激光器稳定到跃迁。我们利用Sr-Yb光晶格时钟的双模工作原理,实现了Sr和Yb时钟跃迁频率比的测量。由于Sr和Yb原子共享相同的黑体辐射,双模操作可以降低频率比测量中黑体辐射漂移的不确定性。
2018-06-06 physics.atom-ph
Interferometry in an Atomic Fountain with Ytterbium Bose-Einstein Condensates
本文在垂直镱 BEC 喷泉中实现整形光学势抗重力、双 Mach–Zehnder 干涉仪及脉冲物质波透镜,将速度展宽降低逾五倍并延长干涉时间。
2021-07-19 physics.atom-ph
Site-resolved imaging of ytterbium atoms in a two-dimensional optical lattice
报道了一种用于二维光晶格中超冷镱原子成像的高分辨率显微镜系统。通过使用紫外强跃迁与固体浸没透镜和高分辨率光学器件相结合,我们的系统解决了单个站点在光晶格与544 nm的间距。在成像过程中没有任何冷却机制,使用浅基态和深激发态势的组合来实现包含原子所需的深势。详细研究了这种设置的寿命和局限性。
2015-06-22 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Second harmonic generation at 399 nm resonant on the $^{1}S_{0}-^{1}P_{1}$ transition of ytterbium using a periodically poled LiNbO$_{3}$ waveguide
我们展示了一个紧凑和强大的方法,用于产生一个399 nm的光谐振的$^{1}S_{0}-^{1}P_{1}$过渡镱使用单通周期性极化铌酸锂$_{3}$波导的二次谐波产生(SHG)。当将380 mW的798 nm基波功率耦合到波导时,在399 nm处获得的输出功率为25 mW。我们观察到,在6mW的低功率下,SHG功率在13小时内没有下降。所获得的倍频光已被用作注入锁定的种子光,这为激光冷却镱提供了足够的功率。
2016-05-23 physics.atom-ph physics.optics
Continuous loading of an atom beam into an optical lattice
提出了一种将原子束减速并连续加载到远场非共振光晶格中的方法。将运动的原子加载到保守的远离共振势中需要去除原子的多余动能。在这里,这是通过西西弗斯冷却方法实现的,其中利用了差分晶格诱导的交流斯塔克位移。所提出的方法描述的情况下,镱原子。数值模拟表明,以镱原子为例,以连续的方式达到冷而致密的样品的可能性。
2014-02-09 physics.atom-ph
Two-color grating magneto-optical trap for narrow-line laser cooling
首次在光栅磁光阱(gMOT)中实现了碱土金属原子的双色冷却和囚禁。该陷阱是由一个单一的入射激光束与四个次级光束,通过从纳米结构的晶片衍射产生一起形成。优化并制作了用于锶原子工作的gMOT的光栅结构。我们在$461\;\mathrm{nm}$的$^1$ S $_0$ $\rightarrow$ $^1$ P $_1$跃迁上捕获$10^6$ $^{88}$ Sr原子,并将这些原子的$25\;\%$转移到在$689\;\mathrm{nm}$的较窄的$^1$ S $_0$ $\rightarrow$ $^3$ P $_1$相互组合跃迁上的第二冷却阶段,制备在$5\;μ$ K的$2.5\times 10^5$原子样品。这些结果首次证明了gMOT技术与两种截然不同的波长相结合的适用性,并使基于碱土金属的量子技术(如光学原子钟)能够继续小型化。
2021-12-16 physics.atom-ph
Sub-recoil clock-transition laser cooling enabling shallow optical lattice clocks
激光冷却是在各种环境中对原子系统进行量子控制的关键成分。在二价原子中,两阶段多普勒冷却通常用于将原子带到uK区域。在这里,我们实现了一个脉冲径向冷却方案,使用超箭头1 S 0 - 3 P0的时钟过渡镱实现子反冲温度,下降到几十nK。结合沿一维晶格轴的边带冷却,我们有效地制备了能量为6个晶格反冲的浅晶格原子。在这些条件下,晶格时钟精度和不稳定性的关键限制减少,打开了大门,戏剧性的改善。此外,浅晶格中的隧穿移位不会损害10-19级的时钟精度。
2022-06-18 physics.atom-ph
Design and simulation of a source of cold cadmium for atom interferometry
本文设计并模拟了一种基于229 nm Zeeman减速与二维MOT、326 nm三维MOT的连续冷镉源,预测在100°C炉温下可达10^8 atoms/s装载率。
2023-06-01 physics.atom-ph
Frequency Stabilization of a 369 nm Diode Laser by Nonlinear Spectroscopy of Ytterbium Ions in a Discharge
我们证明了稳定的紫外二极管激光器通过多普勒自由光谱的镱离子在放电。我们的技术采用偏振光谱,它产生一个自然的色散线形,其零交叉在很大程度上是免疫的环境漂移,使该信号的Yb $^+$离子捕获实验的理想绝对频率参考。我们稳定的外腔二极管激光器在369 nm附近冷却Yb $^+$离子,使用振幅调制偏振光谱和商业PID反馈系统。我们实现了稳定的,低漂移的锁定与测量的激光频率的标准偏差~400 kHz超过10分钟,由二极管激光器的瞬时线宽的限制。这些结果和我们的光学设置的简单性使得我们的方法在原子物理应用中的激光源的稳定有吸引力。
2014-02-06 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Sympathetic cooling in an optically trapped mixture of alkali and spin-singlet atoms
我们报告实现了一个稳定的混合物的超冷的锂和镱原子限制在一个远离共振光偶极阱。我们观察了~(174)Yb对~6Li的共振冷却,并提取了s波散射长度的大小|a6Li-174Yb| =(13 \pm 3)a0。使用174 Yb的强制蒸发冷却,我们实现了6Li温度降低到费米温度以下,纯粹通过物种间的交感冷却。
2011-01-26 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Magneto-optical trapping of mercury at high phase space density
我们提出了一个实现的磁光陷阱的汞原子的相互组合线。我们报告捕获所有稳定的汞同位素。我们表征了激光失谐量,激光强度和梯度场对我们的系统的捕获性能的影响。最丰富的同位素Hg-202的原子数是5000万个原子。此外,我们还研究了玻色子和费米子同位素冷却过程的差异。我们观察协议的玻色子种的多普勒冷却理论,并显示亚多普勒冷却的费米子种。我们得到了10^-6量级的相空间密度,这为偶极阱加载和蒸发冷却提供了一个有希望的起始条件。
2021-12-21 physics.atom-ph quant-ph
Microsecond-scale high-survival and number-resolved detection of ytterbium atom arrays
本研究通过非主动冷却技术实现了微秒级高存活率和数分辨的镱原子阵列检测,为快速原子重用在镊子基处理器和钟中提供关键步骤。
2025-12-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
A novel route to Bose-Einstein condensation of two-electron atoms
我们提出了一种新的途径,玻色-爱因斯坦凝聚设计的双电子原子,不承认实用的冷却技术的基础上狭窄的相互组合线。一个偶极陷阱$^{40}$钙原子在单重态基态加载从适度冷源的亚稳三重态原子通过空间和能量选择性光泵浦允许四个数量级的相空间密度增加。进一步冷却到量子简并通过优化的强制蒸发来实现,以最大限度地减少三体损失。在不到3秒的加载和蒸发组合循环中,我们能够浓缩3000个原子。
2012-01-12 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Low and high intensity velocity selective coherent population trapping in a two-level system
利用689nm窄线宽的互组合谱线,对锶原子二能级系统中的速度选择相干布居俘获进行了亚反冲冷却的实验研究。这里,反冲位移和线宽之间的比率高达0.64。我们发现,在一个更广泛的动量剖面,亚反冲功能的发展,其幅度是强烈依赖于共振失谐。我们将这种结构归因于速度选择相干布居俘获机制。我们还表明,人口捕获现象导致复杂的动量分布的情况下,高度饱和的过渡,显示了众多的subrecoil功能的反冲动量的整数倍。
2009-07-30 physics.atom-ph
Single-atom imaging of ${}^{173}$Yb in optical tweezers loaded by a five-beam magneto-optical trap
本文利用正交五光束磁光阱向光镊阵列高效装载并冷却镱原子,结合非魔幻波长双色成像首次实现 ${}^{173}$Yb 单原子分辨探测,保真度达 $99.96(1)\\%$。
2025-09-02 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Laser-cooling Cadmium Bosons and Fermions with Near Ultraviolet Triplet Excitations
本文提出利用近紫外三重态跃迁激光冷却并囚禁镉原子,避开硬紫外229 nm跃迁,以小于6 G/cm的磁场梯度实现100%转移,并成功囚禁全部8种稳定同位素,同时测量了相关跃迁频率和同位素位移。
2024-08-15 physics.atom-ph
Clock-line-mediated Sisyphus Cooling
本文在镱原子中利用长寿命钟态实现了亚反冲 Sisyphus cooling,在1D光学晶格横向获得低于200 nK的温度,通过允许使用浅晶格并保留大量原子数,有效提升了 optical lattice clocks 的精度。
2024-06-19 physics.atom-ph
Magic wavelengths for the $6s^2\,^1S_0-6s6p\,^3P_1^o$ transition in ytterbium atom
本研究利用相对论从头算方法计算镱原子相关能级的静、动态电偶极极化率,并在红失谐区确定不同 $M_J$ 跃迁的多个魔数波长,以支持态不敏感的冷却、俘获与量子操控。
2017-12-24 physics.atom-ph physics.comp-ph
Spectroscopy and laser cooling on the $^{1}S_{0}-\,^{3}P_{1}$ line in Yb via an injection-locked diode laser at 1111.6nm
我们利用半导体二极管在1111.6nm处的激光注入锁定产生555.8nm的亚MHz线宽的光,然后在谐振腔中进行倍频。注入锁定的完整性进行了研究,通过研究从和主激光器之间的偏移拍频信号,通过执行光谱的$(6s)^{2}$ $^{1}S_{0}-\,(6s6p)$ $^{3}P_{1}$过渡磁光捕获镱,并通过演示额外的激光冷却的$^{171}$ Yb与555.8 nm的光。对于$^{1}S_{0}-$的$^{3}P_{1}$光谱,我们确认基态线宽和非共振激光的强度之间的线性关系,即,用于冷却Yb原子在$^{1}S_{0}-$ $^{1}P_{1}$磁光阱。我们的研究结果表明,适合注入锁定1100- 1130 nm的激光二极管作为亚MHz线宽辐射源的黄绿光谱。
2014-11-28 physics.atom-ph physics.optics
Numerical modeling of laser cooling in molecules: From simple diatomics to polyatomics and radioactive species
Universität Stuttgart(斯图加特大学);TU Wien(维也纳工业大学)
针对分子激光冷却模拟需处理大量能级的挑战,本文提出数值高效的Python工具箱MoleCool,可求解对应微分方程组,并通过多种分子示例验证其功能与分子激光冷却的复杂特性。
2025-10-17 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.comp-ph
A two-species five-beam magneto-optical trap for highly magnetic Er and Dy atoms
我们报告的第一个实现的两个物种的铒和镝的磁光阱(MOT)。MOT在各自物种的互组合线上操作。由于这种冷却过渡的窄线字符和重力的作用,我们证明了一种新的陷阱的几何形状,只采用五个光束在正交配置。我们观察到,该混合物被冷却和捕获非常有效,与高达\num{5e8} Er原子和\num{e9} Dy原子在约$10\,μK$的温度。我们的结果提供了一个理想的起始条件,为创建一个偶极量子混合的高磁性原子。
2017-11-20 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Ytterbium nuclear-spin qubits in an optical tweezer array
本研究基于光镊阵列中的$^{171}$Yb原子构建了快速可扩展的高保真量子比特架构,实现了近确定性装载、亚微秒高保真操控、长时相干存储及近运动基态冷却,为量子信息处理提供了优良的物理平台。
2023-05-03 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Fast photon-mediated entanglement of continuously-cooled trapped ions for quantum networking
本文提出利用真空内高数值孔径物镜收集可见光子并干涉探测,实现钡离子量子比特的高保真纠缠,同时引入镱离子协同冷却,使纠缠速率达到每秒250次,为量子网络提供连续高效的纠缠源。
2024-07-03 physics.atom-ph quant-ph
Isotope shifts and hyperfine splitting of the ${}^{1}S_{0}\rightarrow{}^{3}P_{1}$ transition in zinc
University of Bonn(波恩大学)
通过激光诱导荧光光谱测量锌中 $^{1}S_{0} ightarrow{}^{3}P_{1}$ 跃迁的同位素位移和超精细结构,为窄线冷却和光学钟提供光谱基础。
2026-07-27 physics.atom-ph
Laser-trapping of Ra-225 and Ra-226 with repumping by room temperature blackbody radiation
我们已经证明了中性Ra-225和Ra-226原子在磁光阱(MOT)中的塞曼慢化和捕获。1 S 0 - 3 P1复合跃迁是镭中唯一的准循环跃迁,被用于激光冷却和俘获。沿着3D 1 - 1 P1转变的重新泵送将陷阱的寿命从毫秒延长到秒。室温黑体辐射被证明可以提供从亚稳态3 P0能级的再泵浦。我们测量了激光冷却原子3D 1 - 1 P1跃迁的同位素位移和超精细分裂,并根据测量的黑体再抽运率对3D 1能级的寿命进行了限制。激光冷却和囚禁镭是研究基本对称性的一个有吸引力的系统。
2007-03-03 physics.atom-ph physics.optics
Atom-Number Enhancement by Shielding Atoms from Losses in Strontium Magneto-Optical Traps
本文提出通过共振驱动689 nm互组合线布居短寿命储存态来屏蔽461 nm冷却循环中的原子损失,在锶磁光阱中实现原子数两倍增强,且无需增加实验复杂度,可广泛用于冷锶原子量子科学与技术应用。
2023-07-05 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Atomic thermometry in optical lattice clocks: model discrepancies and their impact on lattice light shifts
Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRIM)(意大利国家计量研究所)
本研究针对镱光学晶格钟IT-Yb1,结合边带与多普勒光谱测温,对比两种温度模型的差异及其对晶格频移的影响,证实Sisyphus冷却可降低相关不一致性,为提升光钟精度提供参考。
2026-10-22 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Single Sr Atoms in Optical Tweezer Arrays for Quantum Simulation
该研究实现了用于量子模拟的单个锶原子在光学镊子阵列中的高效捕获、冷却和高保真度检测,为可扩展的量子模拟和信息处理奠定了基础。
2025-12-20 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Optical transport of cold atoms to quantum degeneracy
State Key Laboratory for Mesoscopic Physics and Frontiers Science Center for Nano-optoelectronics, School of Physics, Peking University(北京大学物理学院介观物理国家重点实验室和纳米光电前沿科学中心)
利用移动光学晶格实现冷原子快速传输至量子简并态,效率超60%,产生40%凝聚分数的简并气体,用于量子传感与计算。
2026-02-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph