Coherence-controlled transparency and far-from-degenerate parametric gain in a strongly-absorbing Doppler-broadened medium
在非简并双Lambda多普勒展宽介质中，当反斯托克斯辐射的无反转增益大于振荡阈值时，将伴随斯托克斯增益。数值模拟应用于二聚钠蒸汽的结果说明。示出了通过介质和驱动辐射参数的微小变化控制的从吸收到增益的光学切换，所述驱动辐射参数处于小于每个分子一个光子的水平。相关视频/音频剪辑见：A.K. Popov，S.A. Myslivets和T.F. George，Optics Express Vol.7，No.3，148（2000）（http：//epubs.osa.org/oearchive/source/22947.htm）或下载：http://kirensky.krasn.ru/popov/opa/opa.htm
2000-08-08 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Stark-Broadened Profiles for Ionized Helium Lines Using Computer Simulations
Université de Montréal（蒙特利尔大学）
通过计算机模拟计算离子氦的斯塔克展宽轮廓，采用双曲轨迹替代直线轨迹，以He II 4686线为例与文献对比。
2026-07-03 astro-ph.SR physics.atom-ph
High and uniform coherence creation in Doppler broadened double lambda-like atomic system by a train of femtosecond optical pulses
本文详细分析了利用几个周期的超短高斯脉冲训练在四能级双量子阱类原子系统中产生相干的过程。分析了多普勒展宽的影响。使用低重复频率的脉冲可以在原子系综中的所有速度群之间产生高相干性。在不同的径向位置内的原子束横截面的脉冲数的函数的相干性的积累训练也报道。我们发现，具有较低重复频率的脉冲训练能够在原子系统的相当大的部分中产生高的且几乎均匀的相干性。
2014-07-07 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Ghost features in Doppler-broadened spectra of rovibrational transitions in trapped HD$^+$ ions
多普勒展宽在氘分子氢离子（HD $^+$）的激光振转光谱中起着重要的作用，即使在激光冷却铍离子的共振冷却所达到的毫开尔文温度下也是如此。最近，Biesheuvel \textit{et al.} \cite{Biesheuvel2016}提出了一个理论线型模型，不仅考虑了线强度和多普勒展宽，但也有限的样本大小和人口分布的黑体辐射，这是重要的，鉴于长的存储和探测时间可实现的离子阱。本文采用Biesheuvel \textit{et al.}提出的速率方程模型，理论研究了HD $^+$中$(v,L):(0,3)\rightarrow(4,2)$在1442 nm处振转跃迁的多普勒展宽超精细结构.我们观察到突出的尚未识别的鬼功能在模拟光谱，其位置取决于多普勒宽度，跃迁速率，和饱和度的超精细组件的激光解决。我们解释了这些功能的起源和行为，我们提供了一个简单的定量指南，以评估是否可能出现鬼功能。由于这样的鬼功能可能是常见的饱和多普勒展宽光谱的旋转和振动跃迁被困离子组成的部分重叠的线，我们的工作说明了使用线形模型，考虑到所有相关的物理的必要性。
2016-08-10 physics.atom-ph
Interference at quantum transitions: lasing without inversion and resonant four-wave mixing in strong fields at Doppler-broadened transitions
研究了强共振电磁场作用下量子跃迁的非线性干涉过程对吸收、放大、折射率以及四波混频过程的影响。耦合跃迁的多普勒展宽，非相干激发，弛豫过程，以及与耦合能级相关的功率饱和过程被考虑在内。我们考虑了闭合态（基态）和开放态（激发态）的能级构型。通过简单的参数替换，得到了各种V、λ和H构型干涉跃迁的光学特性（包括无反转增益和吸收消失时的增强折射率）的通用表达式。在喇曼组态中，也导出了共振四波混频的类似表达式。多普勒展宽的关键作用。该理论被应用到一些最近的和潜在的实验的数值分析。
2000-05-27 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Efficient cloning and dragging of microwave pulse into optical frequency pulse in a Doppler-broadened atomic medium
研究了弱光脉冲通过闭合$Λ$原子系统的传输，其中超精细能级与微波脉冲耦合。在三光子共振条件下，观察到探测脉冲的形状被微波脉冲沿介质传播的形状克隆。探测脉冲的时间位置被拖到微波脉冲的时间位置。在傅立叶域中导出了相应跃迁的介质线性磁化率的简单表达式。利用该表达式进行了动力学数值分析，结果表明，这种新效应是由微波脉冲引起的超精细跃迁的基态相干性引起的。
2016-10-27 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Quantum-Enhanced Velocimetry with Doppler-Broadened Atomic Vapor
传统上，测量质心（c.m.）原子系综的速度依赖于测量系综中单个原子的吸收光谱的多普勒频移。在确定c.m.时，绘制出系综的速度分布是必不可少的。速度，使用这种技术。因此，高灵敏度的测量需要准备一个狭窄的多普勒宽度的合奏。在这里，我们使用的光通过移动的室温原子蒸气细胞的色散测量，以确定在一个Single Shot与短期的灵敏度为5.5 $μ$ m-s $^{-1}$ Hz $^{-1/2}$的细胞的速度。在电磁感应透明条件下，通过对探测光的辅助跃迁产生量子干涉来增强介质的色散。与单个原子的测量不同，这种方法是基于原子的集体运动，可以感测到原子的c.m.。在不知道其速度分布的情况下，我们的结果提高了3个数量级的以前的测量，并可用于设计一个紧凑的基于热原子的运动传感器。
2020-03-07 physics.atom-ph quant-ph
Enhanced spectral profile in the study of Doppler-broadened Rydberg atoms
电磁感应透明（EIT）效应与里德伯态原子的结合由于其在光子-光子相互作用或量子比特操作中的潜在应用而引起了人们的极大关注。本文研究了室温下$^{87}$ Rb原子的Rydberg-EIT谱。不同实验参数下的光谱数据均表明，EIT透明度对比度随探针强度的变化先增强，达到最大值后逐渐衰减。最佳探测场强下的光谱轮廓对比度比弱探测场强下的光谱轮廓对比度提高了$2-4$倍。此外，频谱的信噪比可以潜在地提高1或2个数量级。我们提供了一个理论模型来解释这种行为，并阐明了其内在机制。我们的工作克服了由于里德伯极化激元的表观弛豫速率和弱耦合跃迁强度所造成的里德伯EIT谱信号弱的障碍，为里德伯EIT研究提供了有用的知识。
2017-04-11 physics.atom-ph
Doppler-free spectroscopy in driven three-level systems
我们展示了两种技术，用于研究由两个激光器（称为控制和探测）驱动的三能级系统的功能，当过渡多普勒展宽在室温蒸汽。对于$Λ$型系统，探测激光被分裂以产生反向传播的泵浦光束，该泵浦光束使零速度原子的跃迁饱和。然后，探针传输显示无多普勒峰，其甚至可以具有亚自然线宽。对于V型系统，控制光束的透射在探测激光器扫描时被检测到。当探测激光与零速度群的跃迁共振时，信号显示无多普勒峰。这两种技术大大简化了三能级系统的研究，因为理论预测可以直接比较，而不会出现多普勒展宽和光谱中存在多个超精细能级的复杂情况。
2005-10-11 physics.atom-ph physics.optics
Four-wave mixing at maximum coherence and eliminated Doppler broadening controlled with the driving fields
研究了共振多普勒展宽介质中四波混频过程的相干量子控制的新可能性。我们提出了一种提高非线性光转换量子效率的方法。与此同时，与基于相干布居俘获的方法相比，它允许降低所需的基本光束强度。分析的主要结果与数值模拟内解决一个实际的介质说明。
2000-08-08 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Inverse Transform Sampling for Efficient Doppler-Averaged Spectroscopy Simulations
本研究提出一种基于逆变换采样的多普勒展宽原子光谱热速度采样方法，采用一维热分布等种群采样，效率优于常规方法，可推广至正态分布及二维、三维场景，还可通过剔除无关速度类进一步提升效率。
2023-04-24 physics.atom-ph
Recoil-free spectroscopy of neutral Sr atoms in the Lamb-Dicke regime
我们对一维光晶格中锶原子的${}^1S_0-{}^3P_1$跃迁进行了无反冲光谱研究。通过研究${}^1S_0$和${}^3P_1(m_J=0)$态的交流斯塔克位移与波长和偏振态的关系，确定了两态斯塔克位移重合的{ \it魔波长}。这种无斯塔克光晶格所提供的Lamb-Dicke限制使原子光谱的测量不受多普勒和反冲位移的影响。
2003-03-08 physics.atom-ph
Gain without inversion in a V-type system with low coherence decay rate for the upper levels
在不引入非相干泵浦的情况下，仅通过改变碰撞退相衰减速率，在V型非均匀展宽系统中观察到无反转增益。在该系统中，亚多普勒线宽是通过非共振泵浦失谐来实现的。
2004-05-15 physics.atom-ph
Single-photon-level sub-Doppler pump-probe spectroscopy of rubidium
我们提出并证明了铷吸收的泵浦探测光谱，它揭示了$^{5}$ S $_{1/2} \leftrightarrow$ $^{5}$ P $_{3/2}$（D2）跃迁的亚多普勒超精细结构。反向传播的泵浦和探测激光器的频率是独立可调的，探测器工作在单光子水平。扫描激光频率时测得的二维光谱显示出荧光、多普勒展宽吸收下降和亚多普勒特征。泵浦和探测激光器之间的失谐允许补偿室温蒸气中所有原子速度的多普勒频移，这意味着我们观察到光束中所有原子的亚多普勒特征。我们详细介绍了一个理论模型的系统，其中包括荧光，饱和效应和光泵，并与测量光谱进行比较，发现平均绝对百分比误差为4.17%。在未来，这种技术可以帮助激光器的频率稳定，单光子探测器可以被单光子源取代。
2020-07-16 physics.atom-ph quant-ph
Three-photon electromagnetically induced transparency using Rydberg states
我们证明了一个四能级级联系统中的电磁感应透明（EIT）的上层是一个里德堡态。所观察到的光谱特征是亚多普勒的，并且可以由于用AC斯塔克位移补偿多普勒位移而增强。该系统的理论描述符合实验结果，并推导出最佳参数的表达式。
2012-08-01 physics.atom-ph
Stark widths of Ar III spectral lines in the atmospheres of subdwarf B stars
用半经典微扰方法计算了双电荷氩（Ar Ⅲ）32条谱线的Stark宽度。用相对论修正的Hartree-Fock方法和一个包含17种组态的原子模型计算了振子强度。能级取自NIST数据库。对于NIST数据库中不存在相应能量的扰动能级，使用计算的能量。我们的宽度与实验结果进行了比较。这里提出的结果是感兴趣的建模和恒星大气的调查，因为氩在不同的电离阶段，在许多天体物理对象。最后，研究了在sdB星的大气条件下Stark展宽机制的重要性。电子碰撞斯塔克宽度相比，热多普勒宽度作为温度和大气层的光学厚度的函数。
2013-11-06 astro-ph.SR physics.atom-ph physics.plasm-ph
Calculation of transition probabilities and ac Stark shifts in two-photon laser transitions of antiprotonic helium
本文用数值从头算变分法计算了两束反向传输激光驱动下反质子氦原子双光子跃迁的跃迁几率和ac Stark位移。我们发现，亚多普勒光谱学在原理上是可能的，通过激发主量子数和角动量量子数n~L-1~35的反质子态之间的（n，L）->（n-2，L-2）类型的跃迁，首先通过使用强度为10^4-10^5 W/cm ^2的高度单色纳秒激光束，然后通过调整虚拟中间态接近（例如，在10-20 GHz内）到实态（n-1，L-1），以提高非线性跃迁概率。我们预计，几MHz或更大的交流斯塔克位移将成为系统误差的一个重要来源，其小数精度优于10 ^9的几分之一。原则上，通过选择激光强度和频率的最佳组合，可以最小化甚至消除这些偏移。我们模拟了\bar{p}^4 He^+和\bar{p} ^3 He ^+同位素在n=30-40区域的一些双光子跃迁的共振轮廓，以找到实现这一点的最佳条件。
2010-05-17 physics.atom-ph
High precision measurement of the hyperfine splitting and ac Stark shift of the $7d$ $^{2}D_{3/2}$ state in atomic cesium
我们报道了在铯蒸气室中用高分辨无多普勒双光子光谱测量$^{133}$ Cs的$7d$ $^{2}D_{3/2}$态的超精细分裂。我们确定的超精细耦合常数$A = 7.3509(9)$ MHz和$B = -0.041(8)$ MHz，这代表了一个数量级的精度提高。我们还得到的核磁八极耦合常数$C$的大小的界限。此外，我们测量了767.8 nm处的$6s$ $^{2}S_{1/2} \rightarrow 7d$ $^{2}D_{3/2}$跃迁的交流斯塔克位移为$-49 \pm 5$ Hz/（W/cm $^2$），与理论计算一致。我们进一步报告的测量碰撞位移[ $-32.6 \pm 2.0$ kHz/mTorr]和压力加宽的个人超精细水平的$6s$ $^{2}S_{1/2} \rightarrow 7d$ $^{2}D_{3/2}$过渡。这些测量结果为分析基于铯原子$6s$ $^{2}S_{1/2} \rightarrow 7d$ $^{2}D_{3/2}$双光子跃迁的光频标的系统效应提供了有价值的信息
2022-10-04 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Formation of field induced absorption in the probe response signal of a four-level V type atomic system a theoretical study
建立了一个基于密度矩阵的解析模型，研究了在相干控制场存在下，相干探测场通过四能级V型系统的传输。该模型允许耦合的探测场从上地面水平的两个激发水平保持控制场锁定到一个特定的过渡。在传统的三电平V型系统中增加额外的地电平，为上能级粒子群产生了到地电平的额外衰减路径。一组十六个密度矩阵为基础的方程，形成，然后解析求解下旋转波近似研究探头的响应在稳态条件下。模拟的探测器吸收谱仅在多普勒增宽条件下在透明窗口中心出现吸收凹陷，而在无多普勒条件下则出现常规的EIT窗口。详细研究了场感生吸收信号与控制场拉比频率、基态能级间布居转移速率和蒸气介质温度的关系。
2016-03-05 physics.atom-ph physics.optics
Two-Photon Optical Ramsey-Doppler Spectroscopy of Positronium and Muonium
提出结合双光子拉姆齐光谱与逐原子二阶多普勒校正的新方法，可将正电子素和μ子素的1S-2S跃迁测量精度提高两个数量级以上，用于高精度QED测试和新物理探索。
2024-12-15 hep-ex physics.atom-ph
Absolute absorption on the potassium D lines:theory and experiment
我们提出了一个详细的研究的绝对多普勒展宽吸收的探测光束扫描整个钾D线在热蒸汽。在4S $\rightarrow$ 4P跃迁上测量了使用弱探针的光谱，并与Zentile等人（2015）在代码ElecSus中详细描述的电极化理论模型进行了比较。还对4S $\rightarrow$ 5P转换与ElecSus的适应版本进行了比较。这是ElecSus在原子基态超精细分裂小于Doppler宽度的原子上的首次实验测试。一个很好的协议，发现在各种温度下与均方根误差$\sim 10^{-3}$的ElecSUS和实验测量。我们还演示了使用ElecSus作为原子蒸气测温工具，并提出了一种可能的新的测量技术的过渡衰变率，我们预测有一个精确的$\sim$ 3 kHz。
2015-06-22 physics.atom-ph
Detuning Tunable OAM Generation via Double-$Λ$ Four-Wave Mixing in Hot Rubidium Vapor
本研究在热铷蒸气中利用双Λ四波混频实现失谐可调的OAM光产生，通过理论模型预测失谐相关空间增益整形对OAM的调控，经实验验证并确认OAM守恒，为结构光产生提供了紧凑可调的新平台。
2025-10-22 physics.app-ph physics.atom-ph physics.optics
Use of vector polarizability to manipulate alkali-metal atoms
本文回顾并实验演示了利用矢量极化率β操控碱金属原子的多种方法，包括类比塞曼效应、魔幻偏振、魔幻阱深和运动选择性相干布居俘获，并提供了计算极化率与阱参数的程序。
2023-03-22 physics.atom-ph
Narrow absorptive resonances in a four-level atomic system
本文研究了控制光束对~（87）Rb中λ电磁感应透明（EIT）系统的影响。控制光束将一个基态耦合到另一个激发态，形成四能级N系统。利用双注入方案产生了驱动N系统的相位相干光束。我们证明了控制光可以用来使EIT共振产生斯塔克位移或分裂。最后，我们表明，当控制光束是共振观察到一个多普勒自由和亚自然的吸收共振的宽度为100 kHz的顺序。至关重要的是，这种窄吸收共振仅在存在一定速度范围的原子时才会发生，就像室温蒸气中的情况一样。
2008-11-02 physics.atom-ph quant-ph
