The focusing effect of cold atomic cloud with a red-detuned Gaussian beam
我们利用远红失谐高斯激光束垂直于冷原子云的传播方向，实现了一种原子光学透镜，具有尺寸小、参数可调的优点。本文从理论上研究了温度为1 $μ$ K量级的冷原子云在微米尺度上自由下落通过原子光学透镜时的一维横向聚焦效应，并进行了实验验证。结果表明，理论与实验符合较好.
2015-01-28 physics.atom-ph quant-ph
Optical resonance shifts in the fluorescence of thermal and cold atomic gases
我们表明，铷原子的冷气体的荧光的共振位移基本上不同于那些遵守标准连续介质电动力学的热原子系综。分析是基于大规模的微观数值模拟和实验测量的共振位移在光传播的稳态响应。
2016-04-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Long-distance cascaded fluorescence of cold Cesium atoms coupled to an optical nanofiber
本文首次实验实现了冷铯原子系综间64米传播延迟的单向级联共振荧光，通过光学纳米光纤和光纤布拉格光栅构建双节点级联系统，并揭示了非马尔可夫动力学，为量子网络提供了光纤平台基础。
2025-07-21 quant-ph
Dissipative nonlinear waves in a gravitating quantum fluid
在Gross-Pitaevskii模型的框架下，研究了耗散自引力玻色-爱因斯坦凝聚体中非线性波的传播。线性色散关系表明耗散的作用是抑制使系统不稳定的动力学不稳定性。用约化摄动法进行小振幅分析，得到KdV方程的一种修正形式。孤子的能量、振幅和速度随时间衰减，而孤子宽度随时间增加，孤子只存在有限时间
2017-03-23 cond-mat.quant-gas quant-ph
Classical Rotons in Cold Atomic Traps
我们预言了在有漫射光存在的情况下，冷原子气体中元激发的色散关系中会出现一个旋子极小值。在大的磁局部陷阱中，光的多次光的散射是系统的集体行为的原因，这与原子之间有效的库仑相互作用有关。在光学厚云中，再散射光经历漫射传播，这是作用于原子上的随机短程力的原因。我们表明，这两种力量之间的动态竞争的结果上一个新的极化激元模式，它表现出一个Roton最小值。利用Feynman的静态结构因子公式，我们证明了系统中的长程序的出现与Roton极小值有关。
2011-12-31 cond-mat.quant-gas quant-ph
Self-induced Transparency in a Semiconductor Quantum Dot medium at ultra-cold temperatures
本研究针对半导体量子点介质中脉冲传播的吸收与展宽问题，采用极化子变换技术处理声子相互作用，证实短脉冲可低损耗低展宽传播，发现稳定脉冲面积特性及脉冲分裂现象，为量子通信等领域提供可扩展可控的应用方案。
2023-04-26 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Propagation of light in cold emitter ensembles with quantum position correlations due to static long-range dipolar interactions
本研究用量子蒙特卡洛模拟零温偶极玻色粒子的位置关联，揭示静态长程偶极作用如何改变致密冷原子系综的相干散射、光学深度、亚辐射模与局域化。
2024-01-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Multiple scattering of light in cold atomic clouds with a magnetic field
从原子散射体的微观理论出发，描述了光在单原子上的光的散射，研究了光在有磁场B存在的冷原子云中的介观相干传播。给出了磁光效应和光学各向异性在B中的非微扰表达式。然后，我们考虑多次散射制度和解决的相干后向散射（CBS）效应的命运。结果表明，对于自旋为非零的原子，其基态的CBS干涉衬度比B=0时的值有所增加，这一结果与经典样品不同。我们验证我们的理论结果与实验数据的定量比较。
2013-03-28 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Optical Manipulation of Light Scattering in Cold Atomic Rubidium
本文简要介绍了冷原子铷中光散射的研究进展。我们特别关注的影响，辅助应用领域的系统响应弱，近共振探测场。辅助场可以强烈地干扰光的传播，除了稳态的情况下，动态有趣的效果明显出现在时域，并在光偏振依赖的过程。在一般性介绍之后，提出了在这些研究中发现的特征的两个例子。这些包括非线性光学效应（a）在控制和探测场的组合激发下的前向和荧光配置散射的比较研究，以及（b）由于光移动强施加场的光学响应的空间结构的操纵。
2014-06-23 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Direct imaging of topological edge states in cold-atom systems
在冷原子实验中探测拓扑序是一个持续的挑战，其解决方案提供了拓扑物质的新视角。在物质系统中，拓扑绝缘体和量子霍尔器件都存在明确的拓扑序特征。在量子霍尔系统中，量子电导率和相关的鲁棒传播边缘模式-通过非平凡拓扑不变量的存在来保证-已经通过传输和光谱测量观察到。在这里，我们表明，基于光学晶格的实验可以直接可视化的拓扑边缘模式的传播。我们的方法是植根于独特的能力，最初塑造的原子气体，并成像其时间演变后，突然删除的塑造潜力。我们的方案，适用于各种各样的原子拓扑相位，提供了一种方法，成像拓扑边缘模式的动力学，直接揭示其角速度和自旋结构。
2013-04-10 cond-mat.quant-gas quant-ph
Light induced effective magnetic fields for ultra-cold atoms in planar geometries
我们提出了一个在平面几何中为超冷原子产生有效磁场的方案。该装置允许实验研究的经典和量子霍尔效应在密切类似的固态系统，包括有限的电流的可能性。本方案是Phys. Rev. Lett中提议的扩展。93，033602（2004），其中，现在通过具有移位空间轮廓的两个反向传播激光束对三能级λ型原子感生有效磁场。在电磁感应透明条件下，原子与光的相互作用存在一个空间相关的暗态，在此暗态下原子的绝热质心运动经历有效的矢量势和标量势。相关联的磁场垂直于激光束的传播方向定向。可实现的场强是在由横向光束间隔和激光波长给定的区域上的一个通量量子。对于一个足够稀释的气体的领域是强大的，足以达到最低的朗道能级制度。
2005-11-23 cond-mat.soft quant-ph
Experimental realization of quantum non-reciprocity based on cold atomic ensembles
与电子电路中广泛使用的对应物类似，全光非互易器件是经典和量子光学信息处理的基本构建块。接近这种设备的基本极限，其中单个光子的传播表现出良好的非互易特性，需要单个光子和物质之间的非对称强耦合。不幸的是，这一目标尚未实现。本文提出并实验实现了一种基于冷原子的低光损耗、高隔离度（大于14 dB）的量子非互易器件。此外，还实现了量子比特的非互易传输和真单光子的非互易量子存储。这些结果对于构建量子网络中的量子非互易器件具有重要意义。
2022-05-13 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Weak localization of light by cold atoms: the impact of quantum internal structure
自安德森的局域化工作以来，在存在无序的情况下波传播的干涉效应已经被广泛研究，如光的相干后向散射（CBS）。在光被无序的热原子样品多次光的散射中，干涉效应通常被快速的原子运动所消除。对于最近观察到CBS的冷原子来说，这不再是正确的。然而，原子的内部结构强烈地影响干涉特性。本文研究了具有任意简并度的原子偶极跃迁的光散射，并研究了它对相干后向散射的影响。我们表明，干涉对比度大大降低。假设一个均匀的统计分布的内部自由度，我们计算分析的单，双散射的强度在弱本地化制度的贡献。所谓的梯形图和交叉图推广到原子的情况下，并允许计算增强因子和后向散射强度分布的偏振光和任何封闭的原子偶极跃迁。
2001-07-05 cond-mat.dis-nn quant-ph
Collective radiative dynamics of an ensemble of cold atoms coupled to an optical waveguide
本文从实验和理论上研究了冷原子系综与单模光纤耦合时的集体辐射效应。我们的分析揭示了系统的微观动力学，表明原子和单个引导光子之间的集体相互作用沿着光传播方向的原子阵列逐渐建立。这些结果得到了时间分辨测量的光传输和反射的合奏后，通过纳米纤维引导的激光脉冲，其上升和下降时间短于原子寿命的激发。超辐射衰减超过一个数量级的速度比单原子自由空间的衰减率观察到的前向传播的引导模式中的发射，而在同一时间没有加速的衰减率测量在向后的方向。此外，通过将纳米纤维耦合的原子阵列插入45米长的光纤环形谐振器中来执行传输通过原子的光的位置分辨测量，这使我们能够通过实验揭示原子系综的集体响应的逐步增长。我们的研究结果突出了纳米光子冷原子系统为集体光-物质相互作用的实验研究提供的独特机会。
2021-09-02 physics.optics quant-ph
Storage enhanced nonlinearities in a cold atomic Rydberg ensemble
电磁感应透明（EIT）与里德伯原子之间的非线性相互作用的结合提供了光子之间的有效相互作用。在本文中，我们研究了冷原子系综中作为集体里德伯原子激发的光脉冲的存储。通过测量存储的里德伯极化激元的动力学，我们实验证明，存储探测脉冲作为里德伯极化激元强烈增强里德伯介导的相互作用相比，慢传播的情况下。我们表明，该过程的特点是由两个时间尺度。在短的存储时间，我们观察到一个强大的增强的相互作用，由于减少的里德伯极化激元群速度下降到零。对于较长的存储时间，我们观察到一个进一步的，较弱的增强占主导地位的里德堡诱导的多粒子组件的状态的退相。在这个制度下，我们观察到的里德伯极化激元相干时间与输入光子数的非线性依赖。我们的研究结果在里德伯量子光学有直接的后果，并使强相互作用里德伯系统的新理论的测试。
2016-09-26 physics.atom-ph quant-ph
Light scattering from dense cold atomic media
我们从理论上研究了光通过冷原子介质的传播，其中运动，激光强度，原子密度和偏振的影响都可以修改散射光的特性。我们提出了两种不同的微观模型：“相干偶极子模型”和“随机游走模型”，都适合模拟最近的实验工作中所做的大原子阵列在低光强度制度。我们用它们来计算相关的观测，如线宽，峰值强度和线中心的发射光。我们进一步发展广义模型，明确考虑到原子运动。这些与较热的原子和超出低强度区域有关。我们表明，原子运动可以导致剧烈的退相和集体效应的减少，连同扭曲的线形。我们的研究结果适用于模拟依赖于原子-光相互作用的全域量子系统，包括原子钟，量子模拟器和纳米光子系统。
2016-05-20 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Effective magnetic fields induced by EIT in ultra-cold atomic gases
本文研究了两束共振激光（称为控制光束和探测光束）对具有三个能级的超冷原子质心运动的影响。处于电磁诱导透明（EIT）构型的激光束驱动原子到它们的暗态。在绝热近似下，得到了暗态原子的有效运动方程。该方程包含一个矢量势型相互作用以及一个有效的捕获势。我们集中在控制和探测光束是共同传播的情况下，并有轨道角动量（OAM）。然后，有效磁场沿着控制束和探测束的传播方向定向。通过选择合适的激光束，可以对它的空间轮廓进行整形。我们分析了几种情况下，有效的磁场表现出径向依赖性。特别地，我们研究了贝塞尔光束诱导的有效磁场，并演示了如何产生一个恒定的有效磁场的环形几何形状的原子陷阱。我们还讨论了一种可能性，以创建一个有效的磁场的磁介质。
2005-11-09 cond-mat.soft quant-ph
Interplay of Soundcone and Supersonic Propagation in Lattice Models with Power Law Interactions
我们研究了具有相互作用或跳跃的量子晶格模型中相关性和其他物理量的传播，如$r^{-α}$随距离$r$衰减。我们的重点是指数$α$在0和6之间，其中的相互作用的长期和短期的功能产生了一个复杂的现象和有趣的物理效应，这也是相关的范围内的实验实现与冷原子，离子或分子。我们目前的分析和数值计算结果，提供了一个全面的图片的时空传播。Lieb-Robinson型边界扩展到强烈的长程相互作用，其中$α$小于晶格尺寸，我们报告特别尖锐的边界，能够再现制度的音锥以及超音速动力学。互补的下限证明，快于声锥传播发生在任何空间维度的$α<2$，虽然锥状功能也发生在该制度。我们的研究结果为优化实验工作提供了指导，以利用各种量子信息和信号任务中的长程相互作用。
2015-06-18 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Near-resonant light transmission in two-dimensional dense cold atomic media with short-range positional correlations
光在无序介质中的传播是光学和光子学中的一个基本而重要的问题。特别是，无序冷原子系综中的工程光-物质相互作用是现代量子和原子光学的中心课题之一。稠密原子气体在光激发下的集体响应对量子传感器、原子钟和量子信息存储等量子技术有着重要的影响。在这里，我们分析了具有短程位置相关性的二维致密超冷原子系综中的近共振光传输。基于不同原子数密度和关联长度下的耦合偶极模拟，我们发现这些位置关联强烈影响集体效应，表现为传输共振线的显著移动和加宽或变窄。结果表明，平均场论如洛伦兹-洛伦兹关系不能描述这种集体效应。我们进一步研究了本征态的统计分布，这是显着的偶极-偶极相互作用和位置关联之间的相互作用的影响。这一工作对冷原子系综中的集体效应和合作效应以及强散射无序介质中光输运的介观物理研究具有重要意义。
2019-11-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas physics.optics
