Resonant Rydberg Dressing of Alkaline-Earth Atoms via Electromagnetically Induced Transparency
我们发展了一种通过光学里德伯态激发产生有限程原子相互作用的方法，并从理论和实验上研究了激发动力学。与以前的工作相比，所提出的方案是基于共振光驱动和电磁感应透明（EIT）的条件下建立一个黑暗的状态。分析原子气体的驱动耗散动力学，我们表明，相干光耦合，辐射衰减和强里德伯-里德伯原子相互作用之间的相互作用导致出现相当大的有效相互作用，同时提供显着长的相干时间。后者是在锶原子的冷气体中进行实验研究的，所提出的方案是最有效的。我们测量的原子损失与基于驱动原子之间的二元有效相互作用的理论预测一致。
2016-06-09 physics.atom-ph
Giant Kerr nonlinearities and magneto-optical rotations in a Rydberg-atom gas via double electromagnetically induced transparency
研究了具有两个正交偏振分量的探测激光场在具有反Y型能级组态的冷里德伯原子气体中通过双电磁感应透明（EIT）传输时的克尔效应和磁光效应。通过超越平均场近似和基态近似的方法，我们对三阶非线性光学系数进行了详细的计算，并表明该系统具有由Rydberg-Rydberg相互作用贡献的巨大的非局域自非线性和交叉Kerr非线性.对~（85）Rb原子气体的交叉克尔非线性效应的理论计算结果与最近报道的实验结果非常接近。此外，我们还证明了探测光场可以通过双EIT获得很大的磁旋光，这可以用来设计高精度的原子磁力计。这些结果不仅对非局域非线性磁光的发展具有重要意义，而且在基于里德伯原子气体的精密测量、光学信息处理和传输等方面具有重要的应用前景。
2021-04-22 physics.atom-ph
Synthetic Gauge Phase in Rydberg Electromagnetically Induced Transparency
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Laboratory of Quantum Information, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学量子信息实验室）；CAS Center for Excellence in Quantum Information and Quantum Physics, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学中国科学院量子信息与量子物理卓越创新中心）
通过偏振控制实现瑞利电磁诱导透明中的合成规范相，用于操控多体相互作用。
2026-02-12 physics.atom-ph
Measurement of absolute transition frequencies of 87Rb to nS and nD Rydberg states by means of electromagnetically induced transparency
我们测量了~（87）Rb到nS和nD里德堡态的绝对激发频率。通过观察铷原子蒸气室的电磁感应透明现象，得到了里德堡跃迁频率。每个状态的测量精度< 1 MHz，这是通过将用于光谱学的两个二极管激光器分别频率稳定到频率梳和频率梳校准波长计来实现的。根据光谱数据，我们确定了87 Rb的量子缺陷，并与以前的测量85 Rb。我们测量了~（87）Rb的~ 5S_（1/2）（F=1）基态到1010.0291646（3）THz的电离频率，使~（87）Rb的基态结合能的精度提高了两个数量级。
2011-03-31 physics.atom-ph
Enhancement of electromagnetically induced transparency based Rydberg-atom electrometry through population repumping
利用基态再泵浦激光，我们证明了基于电磁感应透明（EIT）的里德伯静电测量法的灵敏度得到了提高。虽然有许多因素限制了射频场测量的灵敏度，我们表明，再泵浦可以提高相互作用强度，同时避免额外的多普勒或功率展宽。通过这种方法，我们几乎使EIT振幅加倍，而不增加峰的宽度。通过简单的优化，在没有再泵浦场的情况下，幅度的类似增加是不可能的。我们还确定，探测的关键限制之一是探测激光器的光子散粒噪声。我们表明，在再泵浦场的存在下，该设备的灵敏度提高了近2倍。
2021-08-30 physics.atom-ph
Quantum Physics Meets Music: A "Real-Time" Guitar Recording Using Rydberg-Atoms and Electromagnetically Induced Transparency
我们演示了如何里德伯原子和电磁感应透明的现象，可以用来帮助记录的乐器在实时播放。此外，通过使用两种不同的原子物种（铯和铷）在同一个蒸汽细胞，我们展示了同时记录两个吉他，其中每个原子物种检测，并允许单独记录每个吉他的能力。这种方法展示了如何用量子系统检测音频数据（音乐作品），说明我们如何控制原子的合奏，使我们可以在这个“有趣”的乐器录音例子中使用它们。
2019-04-02 physics.atom-ph
Electromagnetically induced transparency based Rydberg-atom sensor for quantum voltage measurements
本研究利用电磁感应透明效应研究里德堡铷原子的斯塔克位移，实现0~12V交直流电压测量，可用于电压仪器校准，为电压标度传递提供尺寸功耗等更具优势的补充方案。
2021-10-22 physics.atom-ph
Sensitivity improvement of Rydberg atom-based microwave sensing via electromagnetically induced transparency
高激发态里德伯原子通过双色级联激光的电磁感应透明对100 MHz ~ 1 THz以上的微波电场具有极高的灵敏度。它可以用作敏感的原子基微波通信天线，其中载波通常精确地谐振到具有大电偶极矩的一对相邻Rydberg态之间的跃迁。一种技术的超外差与一个强大的谐振本地微波振荡器被用来诱导相当大的Autler-Townes分裂的天线具有最高的动态响应，另一个弱的目标信号微波载波。为了进一步提高原子天线在通信中的灵敏度，我们将载波微波频率失谐，形成非对称分光，并将耦合激光频率固定在较强频率的肩部，同时优化局部场强。其灵敏度为12.50（04）$\rm{nVcm^{-1}\cdot Hz^{-1/2}}$。通过理论模拟验证了其增敏机理。
2021-11-12 physics.atom-ph
Nonlinear absorption in interacting Rydberg electromagnetically-induced-transparency spectra on two-photon resonance
实验研究了相干光场在强相互作用里德堡EIT介质中的非线性透射谱。与以前的调查，主要集中在共振控制领域，我们在这里探索的里德堡气体的全二维光谱响应。我们的测量结果证实了以前观察到的光谱特征为消失的控制场失谐，但也揭示了显着差异的双光子共振。特别是，我们发现定性的缺陷，平均场模型和速率方程模拟以及三阶非线性极化率，占成对的相互作用在低探测场强度的EIT条件下的非线性探测场响应的影响。我们的研究结果表明，一个更完整的理解Rydberg-EIT和新兴的光子相互作用需要超越现有的简化模型以及少光子理论。
2021-08-11 physics.atom-ph
Realization of cavity linewidth narrowing via interacting dark resonances in a tripod-type electromagnetically induced transparency system
利用~（87）Rb塞曼分裂子能级，实验观察到了双暗共振导致的腔线宽变窄现象。利用三脚架型电磁感应透明系统中相互作用暗共振导致的陡峭色散，我们在室温下将腔线宽缩窄到250 KHz。此外，该超窄腔线宽的位置可以在60 MHz耦合场失谐范围内调谐。
2014-03-28 physics.atom-ph physics.optics
Electromagnetically induced transparency with Rydberg atoms across the Breit-Rabi regime
利用$^{87}$ Rb原子的里德堡能级，研究了磁场和激光偏振对电磁感应透明（EIT）的影响。测量是在室温蒸气室中进行的，使用两束在480 nm和780 nm处以阶梯型能级方案反向传播的激光束。我们测量了$n=19-27$的一系列$ns_{1/2}$里德堡态的EIT谱，其中超精细结构仍然可以分辨。我们的测量范围的磁场从低场线性塞曼制度的高场Paschen-Back制度。观测到的光谱对磁场和激光束偏振的微小变化非常敏感。我们使用光学布洛赫方程，考虑到完整的多层次结构的原子状态和电子$J$和核$I$的Breit-Rabi制度的角动量的去耦我们的观察建模。数值模型与观测结果吻合良好。除了EIT相关的实验，我们的结果是相关的实验涉及相干激发到里德堡能级在磁场的存在下。
2017-03-27 physics.atom-ph
Fast-Responding Property of Electromagnetically Induced Transparency in Rydberg Atoms
研究了冷里德伯原子气体中电磁感应透明（EIT）的瞬态光学响应特性。我们发现，无论是瞬态行为和稳态EIT谱的系统强烈依赖于里德伯相互作用。特别是，Rydberg-EIT的响应速度可以比没有Rydberg相互作用的常规EIT快5倍（甚至更高）。为了进行比较，考虑了两种不同的理论方法（即双原子模型和多原子模型），揭示了Rydberg阻塞效应对提高Rydberg-EIT的响应速度起着重要作用。利用强的、可调谐的里德伯相互作用实现的快速响应里德伯-EIT不仅有助于加深对里德伯原子多体动力学的理解，而且对于利用里德伯原子进行量子信息处理的实际应用也是有用的.
2018-03-31 physics.atom-ph physics.optics
Electromagnetically induced transparency of an interacting cold Rydberg ensemble
研究了弱相互作用冷里德伯气体的电磁感应透明。我们发现，发病的相互作用是表现为减少的里德伯态和数值模拟这种效果，通过增加一个密度依赖的非线性项的光学布洛赫方程。在弱探针的限制下，没有观察到相互作用引起的退相干，得到了线宽小于600 kHz的窄里德堡暗共振，其限制条件为耦合光束的拉比频率
2008-05-28 physics.atom-ph quant-ph
Subnatural linewidth using electromagnetically induced transparency in Doppler-broadened vapor
利用电磁感应透明（EIT）技术，在$Λ$系统中获得了室温Rb蒸气中探测吸收的亚自然线宽（即$<Γ$）.对于静止原子，共振控制激光的EIT凹陷与控制拉比频率$Ω_c$一样宽。但在热蒸汽中，移动的原子充满了透明带，因此即使当$Ω_c > Γ$。我们在Rb的$D_2$线中观察到小至$Γ/7$的线宽。
2010-08-19 physics.atom-ph physics.optics
Dephasing of ultracold cesium $80D_{5/2}$-Rydberg Electromagnetically Induced Transparency
利用铯原子超冷云研究了包含80个$D_{5/2}$态的级联三能级原子在强相互作用下的里德堡电磁诱导透明。在我们的实验中，强耦合激光耦合6-$P_{3/2}$到80-$D_{5/2}$跃迁，而弱探针驱动6-$S_{1/2}$到6-$P_{3/2}$跃迁，探测耦合诱导的EIT信号。在双光子共振下，我们观察到EIT透射率随时间缓慢下降，这是相互作用诱导亚稳态的特征。利用光学深度OD = $γ_{\rm OD}t$提取退相速率$γ_{\rm OD}$。我们发现，光学深度随时间线性增加，在开始为一个固定的探测入射光子数$R_{\rm in}$饱和之前。失相速率与$R_{\rm in}$呈非线性关系。退相机制主要归因于强的偶极-偶极相互作用，导致从$nD_{5/2}$到其它里德堡态的态转移。我们表明，典型的转移时间$τ_{0(80D)}$状态选择场电离技术获得的EIT传输$τ_{0({\rm EIT})}$的衰减时间是可比的。该实验为研究Rydberg多体系统的强非线性光学效应和亚稳态提供了有用的工具。
2023-01-13 physics.atom-ph
Magnetic-field-induced splitting of Rydberg Electromagnetically Induced Transparency (EIT) and Autler-Townes (AT) spectra in $^{87}$Rb vapor cell
本研究理论结合实验，探究磁场与微波场下$^{87}$Rb里德伯EIT-AT光谱分裂，提出解析公式，并利用最大$m_F$态分裂间隔将弱电场可溯源测量极限提升一个数量级。
2023-06-23 physics.atom-ph
Simultaneous Use of Cs and Rb Rydberg Atoms for Independent RF Electric Field Measurements via Electromagnetically Induced Transparency
我们证明了在同一个汽室中，铯（Cs）和铷（Rb）里德伯原子具有重合（重叠）光场的同时电磁感应透明（EIT）。每个原子系统可以通过修改EIT信号（Autler-Townes（AT）分裂）来检测射频（RF）电场强度，这导致直接SI可追踪的RF电场测量。我们发现这两个系统可以同时检测到相同的射频电场强度，这提供了一个直接的比较在现场的Rb和Cs的射频测量的里德伯原子。实际上，这允许我们在同一实验室中对相同的量进行两次独立的测量，提供两种不同的即时和独立的测量。这给出了两个测量，有助于排除系统的影响和不确定性，在这种电场计量方法，这是重要的，当建立一个国际测量标准的电场强度，是一个必要的步骤，这种方法被接受为标准校准技术。我们用这种方法测量了9.2~GHz，11.6~GHz和13.4~GHz的电场，这对应于两种原子的三种不同的原子态（不同的主原子序数和角动量）。
2016-07-06 physics.atom-ph
Correlated Rydberg Electromagnetically Induced Transparencys
本文研究了一维冷里德堡系综中一对探测场透射谱的关联行为，发现范德华相互作用导致局域与非局域光学非线性，实现关联里德堡EIT，为量子控制、网络和游走等应用提供潜力。
2024-11-12 physics.atom-ph quant-ph
Electromagnetically induced transparency and absorption cross-over with a four-level Rydberg system
电磁感应透明（EIT）和电磁感应吸收（EIA）是由于激发路径的干涉而产生的量子相干性现象。自1991年首次实现EIT和1998年首次实现EIA以来，这些显着效果背后的机制已被广泛研究，因此两者都相对容易在受控环境中实现。里德伯原子与EIT和EIA的结合在多体系统相互作用、量子光学和量子信息科学等许多研究领域提供了实用性。本文采用自洽平均场方法，在四能级梯形方案中分析了冷Cs和Rb原子系综的Rydberg-EIT和Rydberg-EIA效应。我们的结果与实验结果一致，并提供了一个多体方法来模拟EIT-EIA交叉。
2022-06-17 physics.atom-ph quant-ph
Intracavity Rydberg atom electromagnetically induced transparency using a high finesse optical cavity
利用高精细光学腔（$F \sim 28000$）对腔辅助里德伯原子电磁感应透明（EIT）进行了实验研究。里德伯原子通过双光子跃迁在梯形EIT组态中被激发。当在腔体内产生里德伯EIT时，观察到腔体透射谱的三峰结构。两个对称间隔的侧峰由亮态极化激元引起，而中心峰对应于暗态极化激元。在不同的实验条件下，研究了反交叉现象和镜像电场的影响。我们确定了一个下限的相干时间为系统的$7.26 \pm 0.06 \,μ$ s，最有可能受到激光退相。腔-里德伯EIT系统可用于使用里德伯阻断效应的单光子产生、研究多体物理以及产生新颖的量子态以及许多其它应用。
2017-07-10 physics.atom-ph quant-ph
Hyperfine structure and collisions in three-photon Rydberg electromagnetically induced transparency
本研究探讨了室温铷蒸汽池中三光子里德堡EIT的超精细结构与碰撞效应，通过10能级模拟分析光谱复杂图样，并发现添加Ar气诱发的第三EIT模式源于超精细碰撞，对量子传感技术具重要意义。
2025-01-27 physics.atom-ph
Electromagnetically Induced Transparency of Interacting Rydberg Atoms with Two-Body dephasing
研究了超冷原子气体中梯形组态的电磁感应透明，其中上能级为电子高激发里德堡态。里德伯态中强的两体相互作用导致激发阻断，其中除了一个原子之外的所有原子被移出共振，使得探测光的传输受到影响。我们表明，分子耦合在里德伯态导致一个有效的，两体退相。两体退相的存在导致类似的阻断效应。因此，通过两体退相增强了整体阻断效果。通过数值计算和近似解析计算，我们发现透明窗口中存在的两体退相会使透射率急剧降低，并伴随着强的光子-光子反聚束效应。在Autler-Townes分裂附近，光子聚束被两体退相放大。
2020-01-26 physics.atom-ph physics.optics
Rydberg electromagnetically induced transparency of $^{85}$Rb vapor in Ar, Ne and N$_2$ gases
实验研究惰性气体（Ar、Ne、N$_2$）对$^{85}$Rb蒸气里德伯EIT光谱的频移和展宽，结果与赝势模型定性一致，为低压射频放电诊断提供全光学探针。
2024-08-21 physics.atom-ph quant-ph
Lensing effect of electromagnetically induced transparency involving a Rydberg state
我们研究了在涉及里德堡态的电磁感应透明（EIT）条件下，弱探测场所经历的透镜效应。高斯耦合光束聚焦在激光冷却原子云上，会产生耦合拉比频率沿横向的不均匀性，使EIT区表现为梯度折射率介质。我们在探测光束离开原子云的位置成像，观察到红色失谐的探测光被强烈聚焦，强度大大增强，而蓝色失谐的探测光被散焦，强度降低。我们的实验结果与Maxwell-Bloch方程的数值解吻合得很好。
2015-12-15 physics.atom-ph quant-ph
Spectral shift and dephasing of electromagnetically induced transparency in an interacting Rydberg gas
我们进行光谱测量的电磁感应透明（EIT）在一个强相互作用的里德伯气体，并观察到一个显着的光谱位移的透明度从单原子EIT共振以及光谱退相相同的顺序。我们表征的位移和退相作为原子密度的函数，探测拉比频率，和主要的量子数的里德伯态，并表明，所观察到的光谱位移和退相减少，如果高斯原子云的大小增加。我们用半解析模型模拟了我们的实验，结果与我们的实验数据吻合得很好。
2016-10-14 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Electron Beam Profiling via Rydberg Electromagnetically Induced Transparency in Rubidium Vapor with Crossed Laser beams
William & Mary（威廉玛丽学院）；Thomas Jefferson National Accelerator Facility（托马斯·杰斐逊国家加速器设施）；The MITRE Corporation（MITRE公司）
利用 Rydberg 电磁诱导透明性与交叉激光束技术，实现电子束位置和空间分布的全光学检测方法。
2026-01-05 physics.atom-ph
A Three-Photon Rydberg Atom-Based Radio Frequency Sensing Scheme with Narrow Linewidth
本文提出一种室温铯蒸气池中共线三光子里德堡原子射频传感方案，实现低于200 kHz的窄线宽，将自校准Autler-Townes传感扩展至弱场并比双光子方案提升约18倍，可检测雷达和通信中的时变信号。
2023-04-14 physics.atom-ph
Electromagnetically induced transparency with Laguerre-Gaussian modes in ultracold rubidium
我们证明了电磁感应透明与控制激光在拉盖尔-高斯模式。在超冷气体中研究了$^{85}$ Rb和$^{87}$ Rb中D2线的透射谱，其中由于原子介质的扩散引起的退相干可以忽略不计。我们将这些结果与类似的配置进行比较，但是控制激光器处于基本激光模式。我们模拟了这两种配置下的探测激光的传输，我们发现与实验吻合得很好。我们的结论是，使用拉盖尔-高斯模式的电磁感应透明的结果在较窄的共振线宽相比，均匀的控制激光强度。线宽的变窄是由拉盖尔-高斯强度分布的空间分布引起的。
2014-09-11 physics.atom-ph
Unidirectional and controllable higher-order diffraction by a Rydberg electromagnetically induced grating
提出了一种利用新型里德伯电磁感应光栅将弱探测光衍射到单向和高阶方向的方法，为利用冷里德伯原子实现量子器件提供了一种新的途径。该方案除了对驻波耦合场进行调制外，还对双光子失谐量进行了适当的位置相关的调节，从而产生了同相调制，改变了色散的奇偶性。我们观察到，当调制幅度适当时，可以实现理想的单向衍射光栅。此外，由于vdWs相互作用与原子-光场相互作用长度的相互作用极大地改善了介质的色散，随着vdWs相互作用的增加，探测能量可以反直觉地转移到高阶衍射中，从而通过强阻挡实现可控的高阶衍射光栅。
2019-02-26 physics.atom-ph physics.optics
Tunable frequency reference by optical pumping-assisted intracavity V-type electromagnetically induced transparency
利用光抽运辅助的V型电磁感应透明（EIT）技术实现了腔体线宽的窄化，构成了可调谐高分辨率频率基准。在室温下，光抽运效应会增加V型EIT的透明性，从而使腔线宽明显变窄。对于我们以前的研究中观察到的七个EIT，在所有的EIT中观察到腔线宽变窄。更重要的是，我们发现利用中心EIT可以在100MHz的宽频率范围内保持腔线宽为1.2MHz。这一特性为利用腔内EIT构造高分辨率可调谐频率基准提供了一种新的途径。
2013-09-12 physics.atom-ph physics.optics
Electromagnetically induced transparency and population repump readout of Rydberg states of Cs atoms in a J-scheme
National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；TOPTICA Photonics（TOPTICA光子公司）
本研究提出了一种基于J态耦合的三光子传感方案，实现了高灵敏度的RF场测量，无需倍频晶体或渐变放大器。
2026-03-09 physics.atom-ph
Microwave electrometry via electromagnetically induced absorption in cold Rydberg atoms
基于原子的可溯源微波电测量标准显示了稳定和均匀测量的优势。在这里，我们从理论上提出，然后实验上实现了一个替代的直接国际单位制（SI）溯源和自校准的方法来测量微波电场强度的基础上的电磁诱导吸收（EIA）冷里德伯原子。与电磁感应透明方法相比，我们发现微波拉比频率与Autler-Townes分裂之间的等效关系更有效，并且在EIA的线性范围内对实验参数更稳健。此外，更窄的冷里德伯EIA的线宽使我们能够实现直接SI可追溯的微波电场测量小到$\sim$ 100 $μ\mathrm{\!V} \mathrm{cm}^{\!-\!1}$。
2020-05-20 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Switchable dynamic Rydberg-dressed excitation via a cascaded double electromagnetically induced transparency
随着测量技术的发展，多能级系统中原子向高激发里德堡态的动态修整具有特殊的吸引力。在这项研究中，我们开发了一个实验上可行的建议，通过三步级联激发双电磁感应透明（EIT）技术来鲁棒地控制敷料概率。该系统可以用作光学开关，其中用作控制旋钮的第三寻址激光器可以可切换地设计随时间的修整概率。与传统的双光子EIT方案不同，该方案有利于由两个耦合场之间的相对强度决定的最大修整概率，完全放宽了强激光的绝对值。研究了由几个原子相互作用引起的集体特征，从而提高了修整概率并缩短了响应时间。我们的工作为在弱驱动量子系统中实现里德伯激发的相干动力学控制和实现相当大的里德伯-里德伯相互作用提供了机会。
2019-05-13 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
A Weakly-Interacting Many-Body System of Rydberg Polaritons Based on Electromagnetically Induced Transparency
基于电磁感应透明效应，我们提出利用具有高光学深度（OD）和低主量子数里德堡态（$n$）的介质来建立弱相互作用的里德堡极化激元多体系统.实验验证了平均场方法对弱相互作用里德伯极化激元的计算，并观察到了由偶极-偶极相互作用（DDI）引起的相移和衰减。DDI引起的相移或衰减可以看作是里德伯极化激元之间的弹性或非弹性碰撞的结果。利用一个弱相互作用系统，我们进一步观察到，较大的DDI强度使系统出口处的Rydberg极化激元动量分布宽度明显小于入口处的Rydberg极化激元动量分布宽度.在这项研究中，我们采取了$n =32$和原子（或极化激元）密度为5 $\times10^{10}$（或2 $\times10^{9}$）cm $^{-3}$。观测结果表明，弹性碰撞足以驱动这个弱相互作用多体系统的热化过程。高OD EIT介质产生的$μ$ s-长相互作用时间和DDI产生的$μ$ m $^2$ -尺寸碰撞截面的结合为里德伯极化激元的玻色-爱因斯坦凝聚提供了一个新的可行的平台.
2021-05-25 physics.atom-ph quant-ph
Spectroscopy of Rydberg States in Erbium using Electromagnetically Induced Transparency
利用电磁感应透明的全光探测技术，研究了在脉冲原子束中，与$4f^{12} (^3H_6) 6s$、$J_c=13/2 $和$J_c=11/2 $离子核态串联的\ts{166} Er的里德堡谱.识别约550个单独的状态，我们发现很好的协议与多通道量子亏损理论（MQDT），它允许分配的大多数国家$ns$或$nd$里德堡系列。我们提供了一个改进的精度为最低的两个电离阈值为$E_{\textrm{IP}, J_c = 13/2 } = 49260.750(1)\,$ cm $^{-1}$和$E_{\textrm{IP}, J_c = 11/2 } = 49701.184(1)\,$ cm $^{-1}$以及相应的量子缺陷的所有观察到的系列。我们确定里德伯态在五种不同的同位素，和两个最低的电离阈值之间的状态。我们的研究结果为今后利用铒原子及其特殊的开壳层结构进行里德堡态的量子模拟开辟了道路。
2021-07-12 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Rydberg atom-based Electrometry Using a Self-Heterodyne Frequency Comb Readout and Preparation Scheme
基于原子的射频电磁场传感是一种利用原子里德伯态的有前途的技术，最近引起了人们的极大兴趣。其独特的优势，如非凡的带宽，自校准和全介质传感器，是一个有形的改进，在应用中，如测试和测量，宽带接收机的开发基于天线的方法。在这里，我们演示了如何可以使用光学频率梳在奥特勒-汤斯制度的里德伯原子为基础的电测量在一个大规模的并行方式，消除了对激光扫描的需要，以获取数据。并以铯原子的双光子电磁感应透明读出和制备为例进行了演示。使用电光调制器和任意波形发生器，在852 nm处用探测激光产生平坦的准连续光梳。将509 nm的单频耦合激光器调谐到里德堡发射态。使用自外差光谱获得增强的透射信号。梳状信号与从快速光电二极管上的单频探测激光器得到的本地振荡器进行拍频。观察每个探针激光梳齿的透射。我们解决电磁感应的透明度峰值线宽低于5 MHz，有和没有激光锁定。检测到低至66 $μ$ Vcm $^{-1}$的射频电磁场，灵敏度为2.3 $μ$ Vcm $^{-1}$ Hz $^{-1/2}$。该方法提供了一个显着的优势，读出电磁感应的透明度和Autler-Townes分裂，既不需要扫描激光器和缓慢的频率漂移可以容忍在某些应用中。该方法使得能够在输入脉冲Autler-Townes分裂电磁感应透明峰时检测脉冲射频电磁场的幅度。
2022-09-06 physics.atom-ph
Laser frequency offset locking via tripod-type electromagnetically induced transparency
利用铷原子三脚架型双暗共振电磁感应透明系统实现了激光频偏锁定。详细研究了耦合场功率和失谐量对三脚架型EIT剖面的影响。在较宽的耦合场失谐范围内，EIT凹陷的超窄线宽为590 KHz，比Rb的自然线宽窄一个数量级。在没有耦合激光器额外稳频的情况下，我们在~ 2000 s的长时间内实现了60 KHz的相对频率波动，这比单个激光器的短时线宽要窄。
2014-03-28 physics.atom-ph physics.optics
Electromagnetically induced transparency with controlled van der Waals interaction
研究了两个分别寻址的四能级里德伯原子在原子间范德华相互作用下的电磁感应透明效应。我们推导出一个有效的原子拉曼跃迁模型，其中两个通常的里德堡-EIT设置终止于相同的上里德堡能级的长辐射寿命的梯子变成一个里德堡-EIT λ设置通过双光子跃迁，离开每个梯子的中间水平很大程度上失谐的耦合和探测激光束。因此，它可以克服的应用限制与梯型能级结构的原子，涉及一个强衰减的中间态之间的诱导相干的两个基态。通过探测其中一个原子，我们观察到由奥特勒-汤斯（AT）分裂和范德华相互作用引起的四个双重吸收。特别是，我们发现EIT中心的位置保持不变相比，原子间相互作用的自由的情况下，这表明，多个过渡通道之间的干涉基本上是破坏性的。在少数原子之间具有受控Rydberg-Rydberg相互作用的EIT为工程设计光的传播动力学提供了一个通用的工具。
2014-10-09 physics.atom-ph quant-ph
Electric Field Sensing via Rydberg Electromagnetically Induced Transparency Using Zeeman and Stark Effects
本文利用高对比度 Rydberg EIT 光谱研究热蒸气低频电场测量中的表面吸附效应，实现 10 Hz–1 MHz 电场检测，并提出基于 Zeeman 峰锁定和参考池频标的精密 Stark 频移测量方法。
2025-06-04 physics.app-ph physics.atom-ph
Density matrix reconstruction of three-level atoms via Rydberg electromagnetically induced transparency
我们提出了在电磁感应透明条件下，涉及高里德堡态的空间分辨光谱和三能级原子的超冷气体中的总激发原子数的联合测量。在耦合区中心的弱探测激光的光透射率随失谐量的变化呈现双峰谱，而里德伯原子数则呈现较窄的单共振。通过将透射光成像到电荷耦合器件相机上，我们并行记录了数百个光谱，这些光谱用于绘制耦合激光的拉比频率的空间分布。利用所有的信息，我们可以重建完整的单体密度矩阵的三能级系统，它提供了光学磁化率和里德伯密度作为空间位置的函数。这些结果有助于阐明三能级干涉现象之间的联系，包括物质和光自由度的相互作用，并将促进对光学驱动里德伯气体中多体效应的新研究。
2016-09-02 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Stochastic switching in Rydberg atomic ensemble
我们证明了随机开关的Rydberg原子系综实现的一个量子系统。激光束的强度噪声驱动了系统的两个态之间的跃迁。里德伯原子系综在平衡状态下积累能量，并使非线性系统越过阈值，在阈值处两个状态之间发生随机切换。利用阶梯型电磁诱导透明方法测量里德堡态的布居数，可以从实验上研究里德堡原子系综的非线性行为。
2020-07-19 physics.atom-ph
Power broadening effects on Electromagnetically Induced Transparency in $^{20}$Ne vapor
我们在这里报告的电磁感应透明（EIT）在$^{20}$ Ne的第一个观察。的EIT线宽的功率展宽测量作为氖压力和RF激发功率的函数。多普勒效应对EIT加宽的影响甚至在低压和低强度下也被发现，其中线宽应该仅由均匀效应支配。
2014-02-25 physics.atom-ph physics.optics 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
Electromagnetically Induced Transparency (EIT) aided cooling of strontium atoms
针对碱土金属原子两阶段多普勒冷却中第二阶段俘获效率低的问题，提出利用电磁感应透明辅助冷却锶原子，以提升窄线跃迁冷却的原子转移效率。
2023-11-14 physics.atom-ph
Nonlinear Zeeman effect, line shapes and optical pumping in electromagnetically induced transparency
我们在室温铯蒸气池中的里德伯电磁感应透明（EIT）系统上，在高达50高斯的磁场和几种偏振配置下进行塞曼光谱。形成梯形EIT系统的$\vert 6S_{1/2}, F_g=4 \rangle$基态、$\vert 6P_{3/2}, F_e=5 \rangle$中间态和$\vert 33S_{1/2} \rangle$里德堡态的磁相互作用分别处于线性塞曼、二次塞曼和深超精细Paschen-Back区域。从大约5高斯的磁场开始，光谱发展出一种不对称性，这种不对称性在磁场$\gtrsim40$ ~高斯中变得至关重要。我们使用量子蒙特卡罗波函数方法来定量模拟的光谱。模拟光谱与实验数据符合良好。光谱中的不对称性部分是由于二次塞曼效应引起的能级位移，但它也反映了磁场中光泵浦和EIT之间复杂的相互作用。测量应用的相关性进行了讨论。%模拟也被用来研究在磁场中的光泵浦，并研究光泵浦和EIT之间的相互作用，这减少了光子散射和光泵浦。
2017-05-31 physics.atom-ph
Rydberg electromagnetically induced transparency based laser lock to Zeeman sublevels with 0.6 GHz scanning range
提出一种将激光锁定至Rydberg原子Zeeman子能级跃迁的技术，通过外加磁场实现0.6 GHz连续调谐，显著提升了频率稳定度并降低了偏振引起的频移变化。
2024-10-16 physics.atom-ph physics.optics
Electromagnetically induced absorption in metastable 83Kr atoms
利用简并二能级方案（DTLS）研究了亚稳惰性气体~（83）Kr ~* 原子亚自然线宽的电磁诱导吸收（EIA）共振.这是首次在亚稳态惰性气体原子中观察到EIA效应。利用这些对应于~（83）Kr ~* 原子从4p ~（55）s [3/2]~ 2到4p ~（55）p [5/2]~ 3超精细闭合跃迁的窄谱EIA信号，我们在外加几高斯的小磁场下，精确地测量了闭合跃迁低能级（F = 13/2）的Lande g因子（gF）。
2015-06-21 physics.atom-ph
Rydberg level shift due to the electric field generated by Rydberg atom collision induced ionization in cesium atomic ensemble
实验研究了铯原子系综中里德伯原子碰撞电离产生的电场引起的里德堡能级移动。通过控制基态原子密度和光激发过程，改变里德伯原子碰撞产生的带电粒子密度。我们用里德伯电磁感应透明（EIT）光谱测量了里德伯能级位移，并用半经典模型解释了物理起源。实验结果与数值模拟结果吻合较好。这些能量位移对于利用里德伯EIT进行微波场的自校准传感是重要的。此外，与共振激发的情况相比，具有高信噪比的窄线宽光谱学对于高精度测量将是有用的。
2020-08-25 physics.atom-ph
Resolution of hyperfine transitions in metastable 83Kr using Electromagnetically Induced Transparency
首次在亚稳态~（83）Kr中观测到了电磁感应透明（EIT）的窄线宽信号。通过实验观测到的EIT信号，我们确定了~（83）Kr在4p 55 s [3/2]2到4p 55 p [5/2]3流形中的各种超精细跃迁。饱和吸收光谱（SAS）中的一些未解决或解决不良的超精细跃迁在本工作中明确解决。利用这些EIT识别的超精细跃迁的光谱分离，对4p 55 s [3/2]2和4p 55 p [5/2]3流形的磁超精细常数（A）和电四极子超精细常数（B）进行了精确的测量.
2015-05-02 physics.atom-ph
Intra-Cavity Frequency-Doubled VECSEL System for Narrow Linewidth Rydberg EIT Spectroscopy
相对于其他激光技术，通过腔内非线性光学频率转换增强的垂直外腔面发射激光器（VECSELs）已经成为一种有吸引力的紫外到可见光光源，可用于苛刻的科学应用。它们以简单、廉价的系统架构提供高功率、低相位噪声、宽频率可调谐性和出色的光束质量。在这里，我们的特征的腔内倍频VECSEL的频率稳定性与690 mW的输出功率在475 nm处使用延迟自外差技术和直接比较与商业外腔二极管激光器（ECDL）。我们测量基波的洛伦兹线宽为$2π\times5.3(2)$ kHz，总线宽为$2π\times23(2)$ kHz。此外，我们通过电磁感应透明（EIT）进行里德伯态光谱，观察窄3.5 MHz的半峰全宽EIT。通过这样做，我们证明了腔内倍频VECSEL可以在MHz水平上进行精确的光谱分析，并且是当代和未来量子技术的一种有前途的工具。
2022-10-06 physics.atom-ph physics.optics
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
Sub-wavelength microwave electric field imaging using Rydberg atoms inside atomic vapor cells
最近我们利用里德伯原子电磁感应透明原理，证明了蒸气室中的碱金属原子可以作为微波电场强度和极化的高精度标准。在这里，我们表明，第一次，里德伯原子电磁诱导透明可以用来成像微波电场以前所未有的精度。该方法的空间分辨率远达亚波长范围。电场分辨率与我们在先前实验中证明的分辨率相似。我们的实验结果与有限元计算的测试电场图案。
2014-03-14 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Measuring Interaction-Induced Energy Shifts of Rydberg Atoms in Hot Vapor
Centre for Quantum Optical Technologies, Centre of New Technologies, University of Warsaw（华沙大学新技术中心量子光学技术研究中心）；Faculty of Physics, University of Warsaw（华沙大学物理学院）
研究测量热蒸汽中里德堡原子相互作用诱导能移，利用观察对应分裂EIA效应的透射极小值的方法，为准确建模平均场里德堡原子相互作用及检测强相互作用提供了有价值工具。
2026-08-04 physics.atom-ph
Observation of interference effects via four photon excitation of highly excited Rydberg states in thermal cesium vapor
本文报道了利用四步激发方案在热铯蒸气中观测到高激发里德堡态的电磁感应透明和吸收。这种四步方案的优点是，最终跃迁到里德伯态有一个大的偶极矩，可以实现类似的拉比频率的两个或三个步骤的激发方案使用两个数量级少的激光功率。该方案使新的应用，如失相自由里德堡激发。观察到的线形与基于多级光学布洛赫方程的模拟结果吻合良好。
2015-11-22 physics.atom-ph
