Engineering atomic polarization with microwave-assisted optical pumping
偏振原子系综在精密测量中起着至关重要的作用。我们展示了一种新的方法，在连续波制度的碱蒸汽中产生原子极化。该方法依赖于激光束的光泵浦和由于腔增强磁场引起的微波跃迁的组合。通过这种方法，原子内部角动量可以沿着静态磁场以相对于激光束的任意角度取向。此外，原子的极化依赖于微波参数，这可以用于微波-光转换和微波控制的非线性磁光旋转。
2021-10-20 physics.app-ph physics.atom-ph quant-ph
A multi-band atomic candle with microwave-dressed Rydberg atoms
将重要的物理量稳定到基于原子的标准是现代原子、分子和光学物理学的核心，并广泛应用于精密计量领域。特别重要的是基于原子的微波场振幅稳定器，即所谓的原子蜡烛。以前的原子蜡烛是用处于基态的原子实现的，因此遭受频带可调谐性的缺乏和小的稳定带宽，严重限制了它们的发展和潜在的应用。为了解决这些限制，我们采用微波修饰的里德伯原子来实现一种新型的原子蜡烛，具有多波段频率可调谐性和大的稳定带宽。我们证明了微波场从C波段到Ka波段的振幅稳定性，通过探索丰富的里德伯能级，可以将其扩展到准直流和太赫兹场。我们的原子蜡烛实现了100 Hz的稳定带宽，比以前的原子蜡烛高出两个数量级以上。我们的模拟表明，稳定带宽可以进一步增加到100 kHz。我们的工作为开发新型电场控制和应用奠定了基础，具有抗噪声、小型化、灵敏和宽带的原子蜡烛。
2022-10-17 physics.atom-ph
Imaging Microwave and DC Magnetic Fields in a Vapor-Cell Rb Atomic Clock
我们报告的直流和微波磁场分布的实验测量内最近开发的紧凑型磁控管型微波腔，安装在一个高性能的蒸气室原子频标的物理封装。利用脉冲光微波拉比测量技术，以Rb原子为场探针，用CCD摄像机进行探测，获得了横向空间分辨率低于100 $μ$ m的微波场分布图像。在微波场图像中观察到的不对称性可以归因于腔和Rb蒸气室的精确实际实现。类似的空间分辨图像的直流磁场分布获得拉姆齐型测量。Rb蒸气室中的T2弛豫时间与位置有关，并与直流磁场的梯度有关。所提出的方法是非常有用的直流磁场和谐振微波结构的实验原位表征，原子钟或其他原子为基础的传感器和仪器。
2015-08-06 physics.atom-ph
Atomic microwave-to-optical signal transduction via magnetic-field coupling in a resonant microwave cavity
原子蒸气提供了许多机会来操纵跨越宽范围的电磁波谱的电磁信号。这里，具有音频调制的微波信号通过利用原子微波-光学双谐振和由谐振高Q微波腔放大的磁场耦合来对光信号中的信息进行编码。使用这种方法，音频信号被编码为GHz载波中的幅度或频率调制，通过电缆或自由空间传输，通过腔增强的原子-微波相互作用解调，最后，光学检测以提取原始信息。这种原子腔信号转换技术提供了一种强大的手段，通过它在微波场和光场之间传输信息，所有这些都使用相对简单的实验装置，而无需有源电子器件。
2020-01-09 physics.app-ph physics.atom-ph quant-ph
Enhanced sensing of 3.4 GHz microwave in multi-level Rydberg atomic system
本研究针对里德堡原子微波传感中退相干影响灵敏度的问题，提出利用D1线光泵浦优化多能级里德堡原子系统量子相干性的方案，实验实现3.4 GHz、0.3 GHz带宽下微波电场测量灵敏度1.3倍的提升，为原子微波探测提供参考。
2025-08-02 physics.atom-ph
High-Accuracy Microwave Atomic Clock via Magic Optical Lattice
提出了一种基于铷原子和铯原子在光晶格中魔波长跃迁的微波原子钟方案。在某些特定的激光波长下，由于激光俘获引起的时钟跃迁的交流斯塔克漂移可以被抵消。与喷泉钟相比，利用魔光晶格，原子钟中的腔频移、碰撞频移和多普勒效应都得到了显著的抑制或消除。通过仔细分析各种来源的时钟不确定度，我们得出结论，微波原子钟的精度优于$2\times10^{-17}$是可行的，这是预期的最好的光学原子钟的精度相同。
2005-12-25 physics.atom-ph physics.optics
Continuous-frequency measurements of high-intensity microwave electric fields with atomic vapor cells
我们演示了连续频率电场测量的高强度微波通过光谱在一个小的原子蒸气室。本文研究了室温铷原子蒸气在玻璃池中的光谱响应，并用于在$\pm $ 1 GHz（15%频带覆盖率）的连续频率范围内，从$\sim$ 200 V/m到$>$ 1 kV/m的K $_a$波段微波电场的绝对测量。它是建立在强微波场的频率特定的光谱特征允许电场测量在一个大的连续频率范围。
2017-12-23 physics.app-ph physics.atom-ph quant-ph
Ultra-Wide Dual-band Rydberg Atomic Receiver Based on Space Division Multiplexing RF-Chip Modules
针对传统微波接收系统带宽受限的问题，研究人员通过空分复用两个集成射频芯片的里德堡原子接收机模块，实现了覆盖超6个倍频程的双频带微波信号同时接收，为超宽范围多频带微波接收应用奠定基础。
2024-04-17 physics.atom-ph
Self-calibrating vector atomic magnetometry through microwave polarization reconstruction
原子磁力仪是测量磁场的最灵敏的方法之一。利用铷原子超精细跃迁的偏振特性，提出了一种将自然标量原子磁强计转换为矢量磁强计的方法。首先，我们使用自校准方法完全确定所施加微波场的极化椭圆，即光原子相互作用提供在正交实验室框架中了解场所需的一切的方法。然后，我们使用极化椭圆作为由麦克斯韦方程组定义的三维参考来测量所施加的静态场的方向。虽然是用被囚禁的原子来演示的，但这种技术可以应用于原子蒸气或各种类似原子的系统。
2018-07-10 physics.atom-ph quant-ph
Bright and dark Autler-Townes states in the atomic Rydberg multilevel spectroscopy
我们研究了原子里德伯态之间的微波跃迁所产生的Autler-Townes分裂。在Morris-Shore变换的基础上，分析了描述这种多能级系统双辐照的激光-原子哈密顿量。这种变换的微波装扮的原子系统的应用程序允许识别与不同配置的原子状态和微波偏振的亮，暗，和观众的状态。我们推导出的合成光谱，显示了里德伯光谱的主要特点。复杂的Autler-Townes光谱中获得的制度，强微波敷料，其中的里德伯精细结构态的杂化的驱动。
2022-05-03 physics.atom-ph 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
Microwave sidebands for atomic physics experiments by period one oscillation in optically injected diode lasers
我们发现，在光注入的二极管激光器的非线性动力学导致频率可调谐的微波边带，适用于原子物理学实验。我们证明了边带的适用性，在实验中，铷原子的磁光捕获的陷阱和再泵浦光频率来自一个光注入激光器。我们发现，在注入频率和边带频率的注入激光的光谱线宽变窄。强光注入导致频率锁定，我们发现一个完整的线宽转移从主从。进一步的应用进行了讨论。
2011-10-06 physics.atom-ph physics.optics
Enhancing sensitivity of atomic microwave receiver combining laser arrays
针对里德伯原子微波接收器灵敏度受噪声限制的问题，提出结合激光阵列的方案，实验实现23 nV/cm/Hz¹ᐟ²的灵敏度及10 dB信噪比提升，为超高灵敏度原子接收器设计提供新途径。
2024-10-05 physics.atom-ph
Rydberg atomic spectrum analyzer with microwave-dressed-state-locking and multimode Floquet theory
本文提出一种结合微波缀饰态锁定与多模Floquet理论的里德伯原子频谱分析仪，可同时分辨多个未知频率微波场的频率与强度，拓展了里德伯原子电场计在复杂频谱分析中的应用。
2025-05-09 physics.atom-ph quant-ph
Role of mechanical effects on the excitation spectra of microwave-dressed Rydberg states in a cold atomic cloud
本文研究微波缀饰下冷87Rb原子里德伯激发谱，揭示部分谱特征源于激发概率变化，另一部分源于微波诱导强偶极-偶极力导致原子被移除，并通过实验与理论建模加以验证。
2025-07-02 physics.atom-ph quant-ph
Ultra-low noise microwave generation with fiber-based optical frequency comb and application to atomic fountain clock
我们演示了使用基于光纤的飞秒激光器锁定到一个超稳定的光学腔，以产生低噪声的微波参考信号。与液氦低温蓝宝石振荡器（CSO）和钛宝石基光学频率梳系统的比较表明，在1 ~ 10 s之间，系统的稳定性约为$3\times10^{-15}$。来自光纤系统的微波信号用于在最先进的铯喷泉钟中执行拉姆齐光谱。将所得时钟系统与CSO进行比较，并显示稳定性为$3.5\times10^{-14}τ^{-1/2}$。因此，我们的连续运行的基于光纤的系统证明了它的潜力，以取代CSO的原子钟在光学和微波领域的高稳定性，特别是业务的主要频率标准。
2009-01-23 physics.atom-ph physics.optics
High-precision measurement of microwave electric field by cavity-enhanced critical behavior in a many-body Rydberg atomic system
本研究利用与光学腔耦合的多体里德堡原子系统，通过腔增强临界行为提升Fisher信息，实现了微波电场的高精度测量，等效测量灵敏度较自由空间提升一个数量级，达到2.6 nV/cm/Hz$^{1/2}$。
2025-03-03 physics.atom-ph quant-ph
Microwave control of atomic motional states in a spin-dependent optical lattice
自旋相关的光学势允许我们使用微波辐射来操纵被捕获的中性原子的运动状态（Förster等人，2009 Phys. Rev. Lett. 103，233001）。在这里，我们更详细地讨论这种方法，将其与广泛使用的拉曼边带耦合方法进行比较。我们提供了一个简化的模型，边带冷却的自旋相关的潜力，我们讨论它的广义Lamb-Dicke参数。使用主方程形式主义，我们提出了一个定量分析的冷却性能为我们的实验，这可以推广到其他实验设置。我们还使用微波边带跃迁工程师的运动Fock态和相干态，我们设计了一种技术，用于测量准备状态的人口分布。
2013-02-25 physics.atom-ph quant-ph
Broad Instantaneous Bandwidth Microwave Spectrum Analyzer with a Microfabricated Atomic Vapor Cell
本文提出一种基于微加工铷原子蒸气池和大磁场梯度的微波频谱分析仪，将微波频率映射为空间自旋翻转图样，实现约1 GHz瞬时带宽、3 MHz分辨率和2 kHz刷新率，并有望扩展至25 GHz以上。
2024-08-10 physics.app-ph physics.atom-ph physics.ins-det
Microwave Control of Atomic Motion in Optical Lattices
我们通过驱动俘获势空间偏移的自旋态之间的微波跃迁来控制光晶格中中性原子的量子力学运动。以纳米精度控制这种偏移允许调节不同运动状态之间的耦合强度，类似于可调节的有效Lamb-Dicke因子。这是用于有效的一维边带冷却单个原子的振动基态人口的97%，并驱动任意对振动状态之间的相干拉比振荡。我们进一步表明，微波可以驱动最大偏移，浅晶格中的运动状态之间的良好分辨的过渡，从而在原则上允许长距离量子输运的相干控制。
2009-09-03 physics.atom-ph quant-ph
Broadband Rydberg Atomic Microwave Sensing with 44.6$\,$MHz Instantaneous Bandwidth
East China Normal University（华东师范大学）；Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海光学精密机械研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
提出并实验验证了一种通过引入辅助微波场来增强里德伯原子微波传感器瞬时带宽的方案，在保持高灵敏度（225.7 nV cm⁻¹ Hz⁻¹/²）的同时实现了44.6 MHz的瞬时带宽。
2026-07-10 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
Microwave Controlled Photonic Spin Hall Effect in Atomic System and Microwave Electrometry
Pakistan Institute of Engineering and Applied Sciences (PIEAS)（巴基斯坦工程与应用科学研究所）；Center for Mathematical Sciences, PIEAS（PIEAS数学科学中心）
通过微波场调控Λ型原子系统中的光子自旋霍尔效应，实现其大小和角度位置的控制，为量子传感和光学开关提供新方法。
2026-09-09 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
"Magic" radio-frequency dressing for trapped atomic microwave clocks
有人提出利用磁囚禁原子系综来提高微波钟的询问时间。为了减轻磁阱的扰动效应，采用近魔场配置，其中所涉及的时钟跃迁变得独立于原子的势能到一阶。然而，高阶效应是失相的主要来源，限制了该方法的性能。在这里，我们提出了一个简单的方法来消除能量依赖的第一和第二阶，使用弱射频敷料。我们给出了87Rb原子的修整频率、振幅和俘获场的值，并定量地研究了这些二阶幻数条件对系统参数变化的鲁棒性。我们的结论是，射频敷料可以抑制场诱导的失相至少一个数量级的典型实验参数
2015-02-10 physics.atom-ph quant-ph
In-vacuum microwave resonator for a compact cold atom frequency standard
本文介绍了一个小型冷原子钟的物理软件包。该封装的独特之处在于其小尺寸，这是第一次在3U高度（= 133 mm）的标准封装中实现初级冷原子钟。这些尺寸是通过使用真空微波（MW）环隙谐振器（LGR），其长度和直径可以从一个典型的谐振器减少。在我们的设计介绍之后，我们分析了MW场幅度和相位的均匀性。我们发现，预期的时钟不稳定性，由于MW场的非均匀性是$\sim1.5\cdot10^{-14}$ /天。加上其他时钟误差，我们估计这种设计的冷原子钟的总不确定度将在$\sim2\cdot10^{-14}$ /天左右，这导致几纳秒/天的时间漂移。这样的时钟可以作为初级频率参考，并可能取代铯束原子钟和GPS纪律铷原子钟。
2022-08-18 physics.atom-ph
An experimental study of intermodulation effects in an atomic fountain frequency standard
无源原子频标的短期稳定性，特别是在脉冲工作时，常常受到互调效应引起的本振噪声的限制。我们提出了一个实验演示的互调效应的频率稳定性的连续原子喷泉钟，在正常的操作条件下，它通常是太小，观察。为了实现这一点，我们故意降低询问时钟转换的微波场的相稳定性。我们测量锁定，商业级本地振荡器的频率稳定性，微波场的两种调制方案：方波相位调制和方波频率调制。我们观察到退化的稳定性，其与调制频率的依赖再现的互调效应的理论预测。特别地，当该频率等于Ramsey线宽时，不会发生可观察到的退化。此外，我们表明，没有增加相位噪声，频率不稳定性目前等于2x 10 -13在1秒，是有限的原子散粒噪声，因此可以减少原子通量增加。
2007-02-20 physics.atom-ph physics.ins-det
Tunable Microwave Magnetic Field Detection based on Rabi Resonance with a Single Cesium-Rubidium Hybrid Vapor Cell
我们实验研究了基于拉比共振的连续频率可调谐微波（MW）磁场检测使用一个单一的混合蒸汽室充满铯和铷原子。多物种原子系统，其可调的能力，在过渡频率，使这种原子传感头，以涵盖更广泛的可检测MW场范围相比，使用一个单一的金属原子。在这里，我们证明了原子拉比共振信号与85 Rb，87 Rb，和133 Cs在同一个蒸汽细胞的同时观察。使用实验上可行的低于500高斯的静态磁场（DC场），我们实现了带宽为4.8 GHz（8.1 GHz左右）的MW磁场强度检测。使用这三种原子系统限制在一个蒸汽室中，也使得能够在直流场的帮助下建立相同的MW场，使我们能够对需要相同电磁环境的不同应用进行完美的比较。这些结果对基于不同物理原理的原子探测器的实现和应用具有一定的参考价值。
2018-08-07 physics.atom-ph
Search for ultralight dark matter from long-term frequency comparisons of optical and microwave atomic clocks
我们寻找超轻标量暗物质的候选人，诱导振荡的精细结构常数，电子和夸克的质量，量子色动力学的能量尺度之间的频率比较数据的$^{171}$ Yb光晶格时钟和$^{133}$ Cs喷泉微波时钟，跨度298天，15.4 $\%$。新的限制耦合的标量暗物质的电子和胶子的质量范围从$10^{-22}$ eV/ $c^{2}$到$10^{-20}$ eV/ $c^{2}$的设置，假设这些耦合是调制的频率比的主要来源。$^{171}$ Yb时钟跃迁的绝对频率也被确定为$518\,295\,836\,590\,863.69(28)$ Hz，这是对重新定义SI秒的重要贡献之一。
2022-12-12 physics.atom-ph
Microwave controlled efficient Raman and sub-Raman generation
我们提出了一个在$Λ$ -三能级结构的均匀加宽原子蒸气中产生和操纵拉曼场的有效方案。在较低的光密度下有效地产生拉曼和亚拉曼场的关键概念涉及微波诱导的较低能级的原子相干性。我们明确地表明，拉曼场的产生效率可以通过操纵微波场的相位和振幅的相干性来控制。
2012-10-08 physics.atom-ph quant-ph
Atomic superheterodyne receiver Sensitivity estimation based on homodyne readout
该研究将里德堡原子外差接收机与MZI结合，利用透射激光相移评估接收灵敏度，并通过密度矩阵稳态解分析激光与本地微波失谐带来的灵敏度增益。
2023-09-28 physics.atom-ph
Microwave transitions in atomic sodium: Radiometry and polarimetry using the sodium layer
基于变分技术和含自旋-轨道耦合的参数化势，本文计算了钠原子高达$n=60$的Rydberg微波跃迁与极化率，重点提供90-150 GHz波段的跃迁系数，以支撑大气钠层辐射与偏振测量及原初引力波信号探测。
2024-01-24 astro-ph.IM physics.atom-ph quant-ph
Theoretical Analysis of Heterodyne Rydberg Atomic Receiver Sensitivity Based on Transit Relaxation Effect and Frequency Detuning
本文通过理论分析与数值计算，研究了激光频率失谐、本地微波电场频率失谐及渡越弛豫效应对外差里德堡原子接收机灵敏度的影响，并推导了原子密度矩阵稳态解，发现失谐可提升检测灵敏度，增加稳态时间但降低灵敏度。
2023-06-30 eess.SP physics.atom-ph
Imaging of Relaxation Times and Microwave Field Strength in a Microfabricated Vapor Cell
我们提出了一种新的表征技术原子蒸气细胞，结合时域测量与吸收成像，以获得空间分辨的衰减时间，原子扩散和相干动力学的信息。该技术被用来制造一个5毫米直径，2毫米厚的微制造的Rb蒸气室，与N $_2$缓冲气体，放置在一个微波腔内。时域Franzen和Ramsey测量用于产生细胞中的群体（$T_1$）和相干性（$T_2$）寿命的高分辨率图像，而Rabi测量产生所施加的微波磁场的$σ_-$、$π$和$σ_+$分量的图像。对于90 $^{\circ}$ C的电池温度，发现穿过电池中心的$T_1$时间是大致均匀的$265\,μ$ s，而$T_2$时间在大约$350\,μ$ s处达到峰值。我们观察到“皮肤”的减少$T_1$和$T_2$倍周围的边缘的细胞由于Rb的去极化后，与硅细胞壁碰撞。我们的观察表明，这些碰撞是远离100 $\%$去极化，与早期的观察与钠和玻璃墙。微波磁场的图像揭示了最佳场均匀性的区域，从而揭示了相干性。我们的技术是有用的蒸汽细胞表征原子钟，原子传感器和量子信息实验。
2014-01-23 physics.atom-ph
Dual-frequency optical-microwave atomic clocks based on cesium atoms
本研究利用单台激光器和铯原子同时实现光频与微波双频原子钟，光钟1秒稳定度达3.89×10⁻¹³，微波钟在10⁵秒达5.99×10⁻¹⁵，为集成原子钟和量子计量发展奠定基础。
2024-05-01 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Controlling the magnetic field sensitivity of atomic clock states by microwave dressing
我们演示了控制的差分塞曼位移之间的时钟状态的超冷铷原子的非共振微波修整。利用微波失谐量对直流场的依赖性，我们抑制了磁囚禁$^{87}$ Rb原子的一阶和二阶微分塞曼位移。通过修整状态对5S $_{1/2} F= 1, m_F = -1$和$F= 2, m_F = 1$，可以实现在所选磁偏移场周围100 mG范围内<0.1 Hz的残余频率扩展。这比Breit-Rabi抛物线魔场中裸态的位移小一个数量级。我们进一步确定双魔点，时钟频率是不敏感的波动都在磁场和敷料拉比频率。该技术与基于芯片的冷原子系统兼容，并允许创建对磁场噪声敏感度降低的时钟和量子比特状态。
2017-07-12 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Reducing cavity-pulling shift in Ramsey-operated compact clocks
本文描述了一种在工作于Ramsey方法的紧凑型原子钟中稳定询问微波场振幅的方法。在这项技术中，我们利用脉冲制度，使用原子本身作为微波振幅鉴别器。具体地，除了对微波失谐的依赖性之外，拉姆齐询问之后的原子信号获得对微波脉冲面积（幅度乘以持续时间）的依赖性，其可以被利用来以类似的方式实现微波场幅度的主动稳定，其中拉姆齐时钟信号用于将本机振荡器频率锁定到原子参考。这种稳定导致时钟频率对通过腔拉动效应转移到原子的微波幅度波动的灵敏度降低。所提出的技术是有效的，以改善时钟的稳定性和漂移的中期和长期。我们证明了一个蒸汽室时钟的方法与热原子样品，但它可以扩展到冷原子紧凑的时钟。
2018-04-20 physics.atom-ph
A low phase noise microwave source for atomic spin squeezing experiments in 87Rb
我们描述和表征一个简单的，低成本的，低相位噪声的微波源，工作频率接近6.800 GHz的敏捷，相干操作的合奏87 Rb。低相位噪声是通过使用非线性传输线将低相位噪声100 MHz晶振直接倍频至6.8 GHz，并使用定制带通滤波器对输出进行滤波来实现的。固定频率信号是单边带调制的直接数字合成频率源，以提供所需的相位，幅度和频率控制。调制前，在偏离载波频率10 kHz至1 MHz的范围内，源的单边带相位噪声接近-140 dBc/Hz，调制后为-130 dBc/Hz。在对7x10^5个87 Rb原子系综的时钟跃迁进行量子非破坏性测量时，估计由此产生的源贡献的自旋噪声方差比量子投影噪声水平低16 dB。
2012-04-18 physics.atom-ph quant-ph
Structural Phase Transitions of Optical Patterns in Atomic Gases with Microwave Controlled Rydberg Interactions
非线性系统中的自发对称性破缺和自组织结构的形成是自然界中非常重要的现象。推进这种研究，以新的非线性光学制度是非常感兴趣的基础物理和实际应用。本文提出了一种利用电磁感应透明在冷里德伯原子气体中实现光学斑图形成的方案。我们发现，通过耦合两个里德堡态与微波场（微波敷料），非局域克尔非线性的里德堡气体可以显着增强，并可能被积极调整。基于这种非局域Kerr非线性，我们证明了探测光场的平面波态可以发生调制不稳定性（MI），从而发生自发对称性破缺，导致各种自组织光学图样的出现.特别地，我们发现，一个六边形的晶格图案（这是唯一的光学图案时，微波敷料是不存在的）可以发展成几种类型的正方形晶格的应用时，微波敷料;此外，作为MI的结果，非局域光孤子的形成也是可能的系统。与以往研究不同的是，通过调节有效探测场强度、克尔非线性的非局域度以及微波场的强度，可以灵活地控制所得到的光学模式和非局域光孤子.我们的工作为激光自组织和结构相变的多功能控制开辟了一条途径，这在光信息处理和传输方面可能有潜在的应用。
2020-07-24 nlin.AO nlin.PS physics.atom-ph
A simple scheme of low phase noise microwave synthesizers based on the sub-sampling phase lock loop
本文提出了一种基于欠采样锁相环技术的6.835GHz微波频率合成器的简单方案。在该方案中，欠采样锁相环的应用是简化频率合成器结构的关键。采用具有超低相位噪声的100 MHz恒温晶体振荡器（OCXO）作为初始信号源。然后，6.8 GHz的介质谐振振荡器（DRO）直接锁相到100 MHz的OCXO利用欠采样PLL。由于采用了欠采样锁相环，大大简化了微波频率合成器研制过程中所需的微波倍频和锁相过程。因此，该合成器的结构非常简单。相应地，合成器的功耗和成本低。在1 Hz、10 Hz、100 Hz和1 kHz偏频下，6.835 GHz输出信号的绝对相位噪声分别为-47 dBc/Hz、-77 dBc/Hz、-104 dBc/Hz和-121 dBc/Hz。该合成器可作为铷原子钟的本振源。对于连续或脉冲光抽运（POP）模式的Rb原子钟，由互调或Dick效应引起的合成器绝对相位噪声所限制的短期频率稳定度T，理论计算优于5.0 E 10 ^-14/t^1/2。该低相噪微波频率合成器可用于其它基础物理测量实验。
2019-02-14 physics.atom-ph physics.ins-det
Exponential decrease of Ramsey linewidth via coherent atomic phase tracking
提出了一种通过非破坏性测量跟踪相干原子相位来减小微波原子钟Ramsey线宽的有效方法。将两个Ramsey脉冲之间的自由演化时间T分为N个分段。在每一个子段中，原子系综的相干相位都由一个附加的大失谐激光探测。前一子部分中的探测相位用于改变下一子部分中的微波脉冲的相位。经过N-1次相干原子位相跟踪后，最终的Ramsey条纹线宽迅速减小，减小幅度为N/（2N-1）。然后，我们证明了这一建议在蒸汽细胞原子钟。经过5次连续的子询问后，Ramsey条纹的线宽减小到27 Hz，比常规Ramsey光谱得到的142 Hz线宽窄得多。
2017-02-16 physics.atom-ph
Microwave Rabi resonances beyond the small-signal regime
微波场和原子（或类原子系统）之间的耦合本质上比光场弱，使得用于量子信息处理等应用的微波信号操纵在技术上具有挑战性。为了更好地理解这种耦合并开发测量它的工具，我们使用“原子蜡烛”技术探索微波与原子的耦合，并将其推到小信号范围之外，以提供更大的信号。在熟悉的二能级系统中，当单音驱动被相位调制时，可能会出现超出通常拉比振荡的响应，导致稳态粒子数以调制频率的整数谐波振荡。拉比频率附近频率的前两个谐波的谐振行为，称为$α$和$β$拉比谐振，广泛用于微波场磁力测量，并作为称为原子蜡烛的功率标准。在这里，我们探讨拉比共振超出小信号近似和报告后，高次谐波的微波超精细跃迁在冷$^{87}\rm Rb$原子，我们比较数值模拟的人口响应的实验观察。
2019-02-05 physics.atom-ph
Identifying the orbital angular momentum of light based on atomic ensembles
提出了一种基于原子系综中微波场调制的电磁感应透明来区分拉盖尔-高斯（LG）光束轨道角动量态的方案。研究表明，由于微波引起的原子相干性的变化，LG模探测光束的横向相位变化可以映射到空间强度分布中。该方案为研究基于原子系综的高维量子信息提供了一个有用的工具。
2012-07-10 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Evaluation of Doppler Shifts to Improve the Accuracy of Primary Atomic Fountain Clocks
我们证明了测量和从头计算之间的协议所造成的频率偏移的分布腔相位变化的微波腔中的一个主要原子喷泉钟。对空腔有限元模型的实验验证首次定量评估了这种主要不确定性，并将其降为δ nu / nu = 8.4 \times 10^-17。将这些实验技术应用于改进微波谐振腔的时钟，将产生可忽略的分布式谐振腔相位不确定度，小于\pm 1 \times 10^-17。
2011-03-08 physics.atom-ph quant-ph
Efficient microwave-to-optical conversion using Rydberg atoms
我们演示了在$^{87}$ Rb原子中利用六波混频实现的微波-光转换，其中微波场耦合到两个原子的里德伯态，并与转换后的光场共线传播。我们实现的转换器的线性制度的光子转换效率为~5%。此外，我们从理论上研究了全共振六波混频，并概述了一个现实的实验方案，达到效率大于60%。
2018-10-23 physics.atom-ph
High-Fidelity Microwave-Polarization Control in a Rydberg-Ensemble Experiment
本研究提出一种微波控制系统，利用真空内电极作为天线并独立控制相位与幅度，结合里德堡-EIT光谱探测，在里德堡系综实验中实现了保真度>99%的微波偏振控制，促进了偶极相互作用的工程化。
2025-08-09 physics.atom-ph quant-ph
Enhancement of Rydberg Blockade via Microwave Dressing
本文提出利用微波缀饰增强原子系综中的里德伯-里德伯相互作用，并通过改变原子云长度与阻塞半径之比及光读取统计实验验证了增强效果，为量子控制提供了新平台。
2025-04-08 physics.atom-ph quant-ph
Comment on "Frequency shifts in NIST Cs primary frequency standards due to transverse rf field gradients"
本文讨论了Ashby等人对NIST-F1和F2原子喷泉钟微波透镜频移的理论处理。修订版A。91，033624（2015）]。NIST计算出的频移远小于先前评估的其他对国际原子时有贡献的时钟的微波透镜频移。我们确定了NIST治疗中的几个基本问题，并证明每个问题都会显着影响他们的结果。我们还显示了一个平稳过渡的微波透镜频率漂移的光子反冲位移大波包。
2015-05-04 physics.atom-ph quant-ph
Measurement of DC and AC electric fields inside an atomic vapor cell with wall-integrated electrodes
我们提出和表征的原子蒸气室与硅环电极直接嵌入硼硅酸盐玻璃管之间。电池采用阳极键合方法组装，并充满Rb蒸汽。环形电极可以外部连接，用于向电池内部施加电场。基于原子的，全光学，激光光谱场传感方法被用来测量细胞中的电场。在这里，利用电场敏感铷里德伯原子的斯塔克效应来测量$\sim$ 5 V/cm的电池中的直流电场，相对不确定度为10%。测量结果与直流场计算进行比较，使我们能够量化由于细胞内的自由表面电荷的电场衰减。我们进一步测量微波场的传播到细胞中，使用奥特勒-汤斯分裂的里德堡水平作为场探针。结果得到的微波功率和极化角相对于细胞的环形电极的范围内。我们比较微波场计算的结果。应用进行了讨论。
2021-06-03 physics.atom-ph quant-ph
Imaging of microwave fields using ultracold atoms
我们报告了一种技术，使用云的超冷原子敏感，可调，和非侵入性的探针微波场成像与微米空间分辨率。微波磁场分量驱动原子超精细跃迁的拉比振荡，其频率可以用静态磁场调谐。使用状态选择性吸收成像完成读出。定量数据提取简单，可以重建微波磁场振幅和相位的分布。虽然我们展示了2d成像，但扩展到3d成像是简单的。我们用这种方法测量了集成在原子芯片上的共面波导周围的微波近场分布。
2010-09-23 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.ins-det
Cavity driven Rabi oscillations between Rydberg states of atoms trapped on a superconducting atom chip
由冷原子和微波谐振器组成的混合量子系统可以实现原子自旋系统之间的腔介导的无限程相互作用，并实现用于微波到光学转换的原子量子存储器和换能器。为了实现原子与片上微波谐振器的强耦合，建议使用具有强电偶极跃迁的原子里德伯态。本文报道了在集成超导原子芯片上实现超冷原子里德堡跃迁与共面波导谐振腔微波场的相干耦合。我们观察并描述了腔驱动的原子里德堡态在非均匀电场中的拉比振荡。我们的研究证明了里德伯原子与超导电路相互作用的相干态操纵的可行性，但也揭示了挑战。
2021-05-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Coherent Optical Clock Down-Conversion for Microwave Frequencies with 10-18 Instability
光学原子钟有望重新定义SI秒，这要归功于其稳定性和准确性比当前的微波原子钟标准高出一百倍。然而，最好的光学时钟还没有看到它们的性能转移到电子领域，雷达，导航，通信和基础研究依赖于不太稳定的微波源。通过比较两个独立的光电信号发生器，我们展示了一个10 GHz的微波信号的相位，精确跟踪的光学时钟相位，它是从它派生，产生的绝对分数频率不稳定性为1*10-18在电子域。光学时钟相位的这种忠实再现在技术上和科学上都扩大了光学时钟用于时间传播、导航和长基线干涉成像的机会。
2020-03-09 physics.app-ph physics.atom-ph physics.optics
Accurate vector optically pumped magnetometer with microwave-driven Rabi frequency measurements
提出一种利用$^{87}$Rb超精细拉比振荡测量磁场方向的矢量光泵磁力计，通过原子测量补偿系统偏移，实现0.46 mrad精度和11 $\mu$rad/√Hz灵敏度，超越1度阈值。
2025-02-26 physics.atom-ph
Quantum Interferometry with Microwave-dressed F=1 Spinor Bose-Einstein Condensates: Role of Initial States and Long Time Evolution
我们数值研究了长演化时间$t\gg h/c$中$F=1$旋量玻色-爱因斯坦凝聚体中基于自旋交换碰撞的原子干涉，其中c是自旋相关的相互作用能.我们表明，自旋混合干涉术的灵敏度可以提高通过使用经典的种子初始状态与一个小的人口准备在$m_F=\pm1$状态。
2019-09-08 physics.atom-ph
Micromagic clock: microwave clock based on atoms in an engineered optical lattice
我们提出了一类新的原子微波钟的基础上的超精细跃迁的铝或镓原子的基态被困在光晶格。对于这些元素存在魔术波长，在该波长处，超精细二重态的两个能级被晶格激光场以相同的速率移动，从而抵消了其对时钟跃迁的影响。我们的各种系统效应的分析表明，虽然提供了一个改进的控制系统误差，建议的微波时钟的准确性是有竞争力的国家的最先进的主频率标准。
2008-08-20 physics.atom-ph
