Raman cooling imaging: Detecting single atoms near their ground state of motion
我们演示了通过连续拉曼边带冷却过程中散射的光对中性原子成像。我们检测单原子被困在光镊，同时保持一个显着的运动基态分数。提出的技术提供了一个框架，单原子分辨成像的一个广泛的类原子物种。
2014-07-22 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Laser Cooling with Adiabatic Transfer on a Raman Transition
利用窄线宽光学跃迁实现了一种新的激光冷却机制。反向传播的激光束在频率上被扫描以引起基态和激发态之间的绝热转移，并且多普勒频移提供时间排序，其确保相关联的光子反冲与粒子的运动相反。我们现在将这种技术扩展到$^{87}$ Rb，它没有窄线宽的光学跃迁，通过使用人工窄双光子拉曼跃迁。该冷却机制能够施加大的力来压缩原子系综的相空间，而不依赖于自发发射，从而为其在冷却缺乏闭合循环转变的分子或其他粒子中的潜在用途提供进一步的支持。由于绝热传输的动态是至关重要的拉曼SWAP冷却的可行性评估，我们还开发了一个通用的模型，拉曼朗道-齐纳过渡存在的自由空间散射。
2018-05-11 physics.atom-ph quant-ph
Degenerate Raman sideband cooling of 40K atoms
我们报道了$^{40}$ K原子简并拉曼边带冷却的实现。该方案结合了一个三维光晶格，它限制了原子，并驱动拉曼跃迁。光学冷却循环由两个光学泵浦光束闭合。形成晶格的激光束的波长接近D $_2$原子跃迁，而光泵浦在D $_1$跃迁附近操作。用这种冷却方法，我们得到了含$\sim$ $1μ$原子的云的温度。这对应于$\ge$ $10^{-3}$的相空间密度。此外，费米子系综被自旋极化到有利于随后的蒸发冷却的条件。我们研究了冷却方案对几个参数的依赖性，包括所施加的磁场，光抽运光束的失谐量，持续时间和强度分布。在目前的费米气体实验中增加这种光学冷却阶段可以改善最终条件并提高数据速率。
2022-08-10 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Resolved Raman sideband cooling of a single optically trapped cesium atom
提出一种对磁场不敏感的分辨拉曼边带冷却方案，通过单一超精细态内双光子拉曼过程，在50毫秒内使82%的单光阱铯原子达到三维运动基态，提升了长期稳定性。
2024-01-01 physics.atom-ph quant-ph
Raman Sideband Cooling in Optical Tweezer Arrays for Rydberg Dressing
利用光镊捕获单个中性原子并与里德堡态激光耦合，为量子模拟提供了一个快速、灵活的生成可配置原子阵列的平台。该平台特别适合研究各种几何形状的量子自旋系统。然而，对于需要连续捕获的实验，由捕获势和温度加宽引起的不均匀光位移施加了严重的限制。在这里，我们将展示如何拉曼边带冷却允许一个克服这些限制，因此，准备阶段里德伯敷料镊子阵列。
2020-12-30 physics.atom-ph quant-ph
Two-dimensional sideband Raman cooling and Zeeman state preparation in an optical lattice
本文提出了一种边带拉曼冷却到大失谐二维光晶格中$m=0$塞曼子能级振动基态的方法。在我们的方案中，由于弱泵浦场引起的交流斯塔克效应，相邻塞曼子能级的振动流形之间的拉曼耦合移到了红边带。因此，冷却和对$m=0$的光学泵浦通过具有共面cw激光束的纯光学装置来实现。的光晶格和冷却参数估计的框架内的简单的理论模型。本文讨论了横向边带冷却法在频率标准中的应用。预测了简并振动能级间边带拉曼跃迁的相干布居俘获。
2000-08-15 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Motion-selective coherent population trapping by Raman sideband cooling along two paths in a $Λ$ configuration
我们报告了我们的实验边带冷却与两个拉曼跃迁的$Λ$配置，允许选择性相干布居捕获（CPT）的运动基态。将该冷却方法应用于圆极化一维光晶格中的$^{87}$ Rb原子。由于矢量极化率的存在，囚禁原子的振动频率依赖于其塞曼量子数，而$Λ$组态中一对束缚态的CPT共振依赖于它们的振动量子数.我们称这种方案为运动选择相干布居捕获（MSCPT），它是一个捕获的原子模拟的速度选择CPT开发的自由氦原子。我们观察到一个明显的下降温度附近的失谐拉曼光束，以满足CPT共振条件的运动基态。虽然由于我们的装置具有较大的Lamb-Dicke参数2.3，我们得到的最低温度是反冲极限的10倍，但实验表明MSCPT增强了拉曼边带冷却的有效性，扩大了其应用范围。讨论了在$^{87}$ Rb原子上优化MSCPT的设计参数，以及双原子极性分子提供的机会，其斯塔克位移显示出对转动量子数的强烈依赖性。
2022-05-11 physics.atom-ph
Continuous Raman sideband cooling beyond the Lamb-Dicke Regime in a trapped ion chain
我们报告了长离子链连续拉曼边带冷却（CRSC）到超出Lamb-Dicke（LD）区域的运动基态。通过同时驱动多个边带跃迁，我们发现，几乎所有的轴向模式的24离子链冷却到基态，与LD参数一样大的$η= 1.3$，跨越4 MHz的频率带宽。与传统的基态冷却方法（如脉冲边带冷却或电磁感应透明（EIT）冷却）相比，我们的方法具有两个关键优势：对定时误差的鲁棒性;以及不受离子数量限制的超宽带宽。这种技术有助于作为一个关键的一步，大规模量子信息处理与线性离子链和更高的维度一样，可以很容易地推广到其他原子和分子系统。
2022-08-15 physics.atom-ph quant-ph
Raman sideband cooling of a single atom in an optical dipole trap: Towards theoretical optimum in a three-dimensional regime
本文阐明了用聚焦的远共振光偶极阱（光镊）对单原子进行拉曼边带冷却（RSC）的最佳条件。该协议最终追求冷却到三维基态的限制电位。我们表明，RSC协议必须满足一组关键的要求，冷却光束的参数和激发的几何形状是有效的，在一个最一般的三维configuration和原子，具有初始温度之间的反冲和多普勒边界。我们对一个$^{85}$ Rb原子的拉曼通道进行了数值模拟，考虑了全能级结构和所有可能的跃迁通道。
2019-03-14 physics.atom-ph quant-ph
Raman sideband cooling of a 138Ba+ ion using a Zeeman interval
运动基态冷却和内态制备是量子信息处理中量子逻辑谱的重要组成部分。由于QLS不需要通常与量子计算和量子模拟相关联的高门级性能，因此可以以一定保真度为代价来简化离子种类和量子协议的选择。在这里，我们报告边带冷却和运动状态检测协议$^{138}$钡$^+$的QLS没有一个非常窄带的激光或使用的物种与超精细结构的足够的保真度。我们利用$^{138}$ Ba $^+$的两个S $_{1/2}$塞曼子能级，通过拉曼边带将单个离子冷却到运动基态.由于小的塞曼分裂，$^{138}$ Ba $^+$的近共振拉曼边带冷却仅需要多普勒冷却激光器和两个附加的AOM。通过观察近共振拉曼光抽运荧光，我们估算了最终的平均运动量子数$\bar{n}\approx0.17$。我们还采用了第二个，远离共振激光驱动拉曼$π$ -脉冲之间的两个塞曼子级，以提供运动状态检测QLS和确认边带冷却效率，测量最终的$\bar{n} = 0.15(6)$。
2016-03-31 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Frequency matching in light storage spectroscopy of atomic Raman transitions
本文研究了在双光子失谐量变化的情况下，光场驱动的双光子耦合系统中光在原子样品中的存储。在存在电磁感应透明（EIT）的情况下，通过动态地改变群速度来存储光并从样品中取回光。结果表明，在EIT透明窗口内，对于任意的双光子失谐，提取光脉冲的载波频率都与原子基态跃迁和控制场的双光子共振频率相匹配.本文从理论和实验两方面研究了这种非光谱滤波效应。它可以用于双光子共振的高速精密测量，例如在光学磁力测量中。
2009-10-06 physics.atom-ph physics.optics
Raman sideband cooling of $^{25}$Mg$^+$ -$^{27}$Al$^+$ ions pair and observation of quantum logic spectra
我们对$^{27}$ Al $^+$离子$^1$ S $_0$ - $^3$ P $_1$跃迁进行了量子逻辑谱（QLS）研究，这是实现基于QLS的$^{27}$ Al $^+$离子光钟的重要一步.作为QLS的先决条件，通过拉曼边带冷却将$^{27}$ Al $^+$和$^{25}$ Mg $^+$离子对的伸缩（STR）模和公共（COM）模冷却到振动基态。STR模式的平均声子数为0.10（1），COM模式的平均声子数为0.01（1）。加热速率被评估为对于STR模式为13（3）声子/s，对于COM模式为5.5（1）声子/s。
2019-02-26 physics.atom-ph
Raman cooling of atoms below the gravitational limit
研究了非零自旋原子在引力场和外加磁场作用下的拉曼冷却。调整磁场以补偿作用在基态原子上的引力。暗态（DS）的创建和支持动量空间与额外的速度选择性双光子跃迁。最低允许温度被发现仅由速度选择的宽度决定，因此可以远小于重力限制。导出了一套完整的描述稀原子样品冷却的解析公式。它们作为在一维（1D）情况下进行的数值模拟的基础。
1998-09-15 physics.atom-ph
Raman sideband cooling of molecules in an optical tweezer array to the 3-D motional ground state
本文在光镊阵列中利用拉曼边带冷却将CaF分子冷却至接近三维运动基态，基态概率达54±18%，为提升分子相干时间和量子计算模拟应用奠定基础。
2023-09-15 physics.atom-ph
Raman Sideband Cooling of Molecules in an Optical Tweezer Array
本文首次在光镊阵列中对单个 CaF 分子实现三维拉曼边带冷却，显著降低运动占据与运动熵，为分子量子信息处理和量子简并提供新路径。
2023-06-04 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Raman Gray Molasses Cooling of Cesium Atoms on the D2 Line
本文系统地研究了铯原子在$D_2$跃迁中的拉曼灰糖蜜冷却现象。由于铯原子$D_2$线的激发超精细跃迁存在较大的分裂，通过对磁光阱（MOT）的俘获和再泵浦激光进行适当的频率控制，可以相对简单地实现RGMC。我们已经实现了1.7 $\pm$ 0.2 $μ$ K的RGMC后，与$3.2\times 10^8$原子的原子温度。相空间密度为$1.43\times 10^{-4}$。与具有裸MOT或具有标准极化梯度冷却的MOT的条件相比，相空间密度分别增加超过$10^3$或$10$的因子。
2018-07-16 physics.atom-ph quant-ph
Enhanced Raman sideband cooling of caesium atoms in a vapour-loaded magneto-optical trap
本文报道了铯原子在标准单池汽态磁光阱中的三维简并拉曼边带冷却（3D DRSC）。我们的改进方案包括使用单独的再泵浦激光器和优化的晶格失谐。我们将$1.5 \times 10^7$原子加载到拉曼晶格中，失谐量为-15.5 GHz（到基态F = 3）。利用增强型3D DRSC在12 ms内将它们从60 $μ$ K冷却到1.7 $μ$ K，获得的原子数约为$1.2 \times 10^7$。提出了一个理论模型来模拟测量的被困原子数。计算结果与实验数据吻合较好。该技术为在单电池系统中将大量超冷Cs原子加载到交叉偶极阱和高效蒸发冷却中铺平了道路。
2015-03-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Narrow Line Cooling: Finite Photon Recoil Dynamics
我们提出了一个广泛的研究独特的热和机械动力学窄线冷却的1 S 0 - 3 P1 88 Sr过渡。对于负失谐，陷阱动力学揭示了从半经典制度的光子反冲占主导地位的量子制度的过渡，产生一个绝对最小值的平衡温度低于单光子反冲限制。对于正失谐，云分裂成离散的动量包，其排列模仿面心立方晶体上的晶格点。这种新的行为产生于速度选择和“正反馈”加速由于有限数量的光子反冲。冷却是用蓝色失谐光在重力平衡辐射力的速度周围实现的。
2004-07-10 physics.atom-ph physics.optics
Three Dimensional Raman Cooling using Velocity Selective Rapid Adiabatic Passage
我们提出了一种新的和有效的实施拉曼冷却的被困原子。它利用拉曼脉冲和适当的频率啁啾，通过快速绝热通道实现速度选择性激发。这种方法允许在单个脉冲中处理大量非零原子速度类，并且它产生几乎为1的转移效率。我们证明了这种冷却方法使用铯原子在远失谐交叉偶极阱。三维冷却$1 \times 10^{5}$原子到$2 μ$ K是在100 ms内进行的。在这个初步实验中，最终的原子密度是$1.3\times 10^{12}$ at/cm $^3$（在2倍内），相空间密度增加超过未冷却的样品是20。数值模拟表明，温度低于单光子反冲温度应该是可以实现的这种方法。
2011-10-06 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
139 GHz UV phase-locked Raman laser system for thermometry and sideband cooling of $^9$Be$^+$ ions in a Penning trap
我们演示了两个紫外激光源的相位锁定的基本红外激光调制的第四阶边带使用电光调制器和相位锁定的一个边带的第二个基本红外激光。随后的和频产生和二次谐波产生成功地将频率偏移转换到紫外域。在139 GHz的相位锁定确认通过受激拉曼跃迁测温的$^9$的$^+$离子限制在低温潘宁陷阱。该技术可用于单$^9$ Be $^+$离子的边带冷却以及Penning阱中的共振冷却方案和基于量子逻辑的测量。
2021-10-18 physics.atom-ph quant-ph
Theory of robust subrecoil cooling by STIRAP
我们证明了一个三能级$Λ$型原子中的一维鲁棒拉曼冷却，其中速度选择性转移由STIRAP脉冲进行。与标准拉曼方法相反，激发分布对脉冲持续时间的变化不敏感，而其位置和宽度仍然受到控制。两种不同的冷却变体进行检查，我们表明，亚反冲温度在这两种情况下都可以达到。
2012-09-06 physics.atom-ph
Sub-Doppler laser cooling of 40K with Raman gray molasses on the D2 line
灰色糖蜜是亚多普勒激光冷却原子到低温的有力工具。对于碱性原子，这种技术通常是用冷却激光器实现的，这些激光器与D1或D2线蓝失谐。在这里，我们表明，有效的灰色糖蜜可以实现的D2线的40K与红失谐激光。我们获得了48（2）微开尔文的温度，这使得9.2（3）*10^6个原子能够从磁光阱直接加载到光偶极阱中。我们支持我们的研究结果的一维模型和三维数值模拟的光学布洛赫方程，定性再现实验观察到的冷却效果。
2016-12-14 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Molecular cooling via Raman transitions and a harmonic spectral modulation of an optical frequency comb: The role of the parity of the chirp in quantum control
在半经典多能级模型下，利用光学频率梳，通过从Feshbach态到基本基态的分步绝热过程，提出了一种产生超冷分子的方法.实现梳的光谱相位的正弦调制，其导致产生具有不显著的激发态流形的布居的准暗修饰态，并且因此有效地减轻系统中的退相干。相反，余弦调制不会导致准暗态的形成。结果表明，在量子控制中的光谱啁啾的奇偶性的重要性。
2015-12-14 physics.atom-ph quant-ph
Coherence and Raman sideband cooling of a single atom in an optical tweezer
本文研究了在聚焦光束作用下光镊阱中单个原子的量子控制。我们发现，在偶极陷阱中的纵向极化分量所产生的击穿的傍轴近似引起显着的内部状态退相干。我们发现，这种效应可以减轻适当的选择偏置磁场，使拉曼边带冷却的一个单一的原子接近其三维基态的光阱与束腰小到$w=900$ nm。我们实现了振动占据数的$\bar{n}_r = 0.01$和$\bar{n}_a = 8$在径向和轴向的陷阱，对应的均方根大小的原子波包的24 nm和270 nm，分别。这代表了未来混合量子系统的一个很有希望的起点，其中原子被放置在靠近表面的位置。
2012-09-13 physics.atom-ph quant-ph
Microwave-stimulated Raman adiabatic passage in a Bose-Einstein condensate on an atom chip
本文报道了在微波频率范围内，磁囚禁在原子芯片附近的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）内态之间的受激拉曼绝热通过（STIRAP）。本实验中使用的STIRAP协议对外部扰动是鲁棒的，因为它是绝热传输，并且功率高效，因为它仅涉及谐振（或准谐振）过程。考虑到损失和碰撞的影响，在非线性布洛赫方程模型，我们表明，最大的传输效率获得非零值的单光子和双光子失谐，这是定量证实了我们的实验测量。
2015-03-18 physics.atom-ph
Manipulating the scattering length of a Bose - Einstein condensate in an amplitude - modulated optical lattice
振幅调制光晶格中的BEC散射长度可以通过调制强度来控制。光晶格的主频率和边带频率的两个激光驻波引起拉曼跃迁;由于共振拉曼驱动，有效散射长度取决于调制强度和与共振的失谐，并且可以被调谐到给定值。
2004-04-15 physics.atom-ph
Carrier-free Raman manipulation of trapped neutral atoms
我们实验上实现了一个增强拉曼控制方案的中性原子，其特点是双光子载流子跃迁的本征抑制，但保留边带耦合到外部自由度的被困原子。这是通过将原子捕获在蓝色失谐的驻波偶极阱的节点处来实现的，所述偶极阱充当用于双光子拉曼耦合的一个场。在这种配置中，冷却和加热过程之间的改进比率使得能够将基本温度限制降低五倍以用于解析边带冷却。我们应用这种方法对二维振动基态进行拉曼冷却，并对原子运动进行相干操纵。所提出的方案需要最少的额外资源，并可以应用于具有挑战性的光学访问的实验，我们证明了我们的实施原子强耦合到一个光学腔。
2014-12-02 physics.atom-ph quant-ph
Deep laser cooling in optical trap: two-level quantum model
研究了偶极光阱中$^{24}$ Mg原子的激光冷却，泵浦场共振到窄$(3s3s)\,^1S_0 \rightarrow \, (3s3p)\,^{3}P_1$（$λ= 457$ nm）光跃迁.为了描述考虑量子反冲效应的光阱中原子的激光冷却，我们考虑两种量子模型。第一种是基于原子密度矩阵量子动力学方程的直接数值解，第二种是基于原子密度矩阵在偶极阱中振动态上分解的简化模型。研究了抽运场强度和失谐量对最小冷却能量和快速激光冷却的影响。
2017-06-06 physics.atom-ph
2D transverse laser cooling of a hexapole focused beam of cold BaF molecules
结合低温缓冲气体束、静电六极透镜和二维横向激光冷却产生了明亮BaF分子束，实验与模拟验证了冷却效果并预测了下游eEDM实验的分子通量。
2025-06-23 physics.atom-ph
Ground-State Cooling of a Single Atom in a High-Bandwidth Cavity
本文研究了耦合到高带宽法布里-珀罗腔中的单个中性原子的振动基态冷却。冷却过程依赖于由偶极阱光束驱动的简并拉曼边带跃迁，其将原子限制在三维中。通过拉曼光谱，我们推断出一个一维的运动基态布居接近$90~\%$。此外，超过40秒的腔耦合原子的寿命测量意味着三维冷却的原子运动，这使得这种资源高效的技术特别有趣的腔实验与有限的光学访问。
2019-09-19 physics.atom-ph quant-ph
Zeeman-insensitive cooling of a single atom to its two-dimensional motional ground state in tightly focused optical tweezers
我们结合拉曼边带冷却和近确定性制备单原子的方法，建立了一个按钮机制，在紧聚焦光镊的运动基态中制备单原子。在二维径向平面中，我们实现了一个大的基态保真度的整个过程（加载和冷却）的$\sim$ 0.73，而基态占有率是$\sim$ 0.88的实现与一个单一的原子存在。对于一维轴向冷却，我们获得了$\sim$ 0.52的基态分数。组合的3D冷却提供$\sim$ 0.11的基态布居。我们的拉曼边带冷却的变化是无关紧要的磁场波动，允许广泛传播的无屏蔽实验实现。我们的工作为一系列连贯的少体实验提供了途径。
2017-03-05 physics.atom-ph
Simulations of Sisyphus cooling including multiple excited states
我们扩展了近共振光晶格中激光冷却的理论，使其包括多个激发超精细态。进行模拟处理原子的外部自由度，即，位置和动量，经典地，而内部原子状态被量子力学处理，允许任意叠加。虽然理论上只包含一个激发的超精细态，预测温度应该是晶格深度的函数，除了接近共振，实验表明，达到的最低温度也取决于晶格光的共振失谐。我们的结果解决了这个矛盾。
2008-03-14 physics.atom-ph
Calculations of collisions between cold alkaline earth atoms in a weak laser field
计算了激光冷却和囚禁的镁原子的光致碰撞损失，失谐量达到50个原子线宽到^1S_0-^1P_1冷却跃迁的红光。我们评估的损失率系数，由于辐射和非辐射状态变化机制的温度和低于多普勒冷却温度。我们解决了薛定谔方程与一个复杂的潜在代表自发衰变，但也给出了各种限制的解析模型。由于分子光缔合的振动结构存在于陷阱损失谱中。当失谐量大于约10原子线宽时，由于吸收到Mg_2^1Sigma_u态而产生相对较宽的结构。更尖锐的结构，特别是在低温下明显，甚至在由于Mg_2 ^1Pi_g吸收的较小失谐下也会出现，由于相对论延迟对禁戒偶极跃迁强度的修正，这是弱允许的。我们还进行模型研究的其他碱土物种钙，锶，钡和Yb，并发现类似的定性行为为镁。
2001-03-20 physics.atom-ph
Coherent Quantum Engineering of Free-Space Laser Cooling
我们对三能级原子系统与两束不同激光相互作用的冷却动力学进行了定量分析。采用稀疏矩阵技术，我们找到了完全量子化的主方程在稳态的数值解。我们的方法可以直接确定激光冷却温度，而不会产生半经典计算所带来的模糊性，并且比非稀疏技术更快。我们的计算使我们能够了解的制度的冷却，以及定性的图片的机制，有关的电磁感应透明的现象。诱导的非对称Fano型线型的影响所需的最佳冷却，以及预测的最低温度，可以低于多普勒限制的任一过渡的失谐。
2006-10-30 physics.atom-ph
Intense source of cold cesium atoms based on a two-dimensional magneto-optical trap with independent axial cooling and pushing
本文报道了一种基于轴向独立冷却和推动的二维磁光阱的冷铯原子强源的研究。新设计的源，建议作为2D-HP MOT，使用空心激光束轴向冷却和薄推激光束冷原子束提取。通过推动光束独立地调节，原子通量可以基本上被优化。在2D-HP MOT中获得的原子通量最大值为$4.02\times 10^{10}$ atoms/s，与我们实验中的传统2D $^+$ MOT相比增加了60%。此外，在推进功率为10 $μ$ W和失谐量为$0Γ$的情况下，2D-HP MOT可以产生相当强的冷铯原子束，伴随的光移被抑制了20倍。冷铯束的轴向速度分布集中在6.8 m/s，FMHW约为2.8 m/s。研究了原子注量与推进功率和失谐量的关系。实验结果与理论模型吻合较好。
2015-09-24 physics.atom-ph physics.optics
A Single Laser System for Ground-State Cooling of 25-Mg+
我们提出了一个单一固体激光器系统冷却，相干操纵和检测$^{25}$镁$^+$离子。相干操纵是通过耦合两个超精细基态水平使用一对远失谐拉曼激光束。用于多普勒冷却和检测的共振光通过电光调制器从同一激光源获得，产生与原子跃迁共振的边带。我们证明了基态冷却的离子在陷阱中的振动模式之一，使用解析边带冷却。通过观察喇曼受激边带跃迁的时间演化，研究和讨论了这种制冷器的制冷性能。该设置是现有最先进系统的主要简化，通常涉及多达三个单独的激光源。
2011-02-22 physics.atom-ph quant-ph
Dynamic cancellation of ac Stark shift for pulsed EIT/Raman optical lattice clocks
我们提出了一种电磁感应透明（EIT）/拉曼和脉冲光谱技术相结合的方法来精确地消除碱土金属原子禁光晶格时钟跃迁中EIT场引起的频移。时间分离的激光脉冲被设计为在相干叠加中捕获原子，同时消除在特定的激光失谐处从中间激发态的非共振ac Stark贡献。该方案实现了有效的人口转移高达60%的潜在不准确$<$ $10^{-17}$。由密度矩阵方法确定的外部光位移的取消确认由复杂的波函数形式主义，足够的兆赫精度，在低场强度或短的相互作用时间。
2006-10-13 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Scaling Law in Laser Cooling on Narrow-Line Optical Transitions
本文研究了具有窄谱线光学跃迁的原子的激光冷却，即在激光与光相互作用的量子性质导致显著反冲效应的区域中。结果表明，当红失谐量接近3个反冲频率时，二能级原子在驻波中的最低激光冷却温度与半经典描述多普勒冷却的理论有很大不同。引入了一组无量纲参数，它唯一地表征了不同原子在激光场中的窄线光学跃迁的时间演化和稳态。这些结果可用于分析原子钟中重要的$Ca$、$Sr$和$Mg$等窄谱线原子的最佳激光冷却条件。
2018-11-26 physics.atom-ph
Motional Ground State Cooling Outside the Lamb-Dicke Regime
我们报道了在光镊中单个钠原子到三维运动基态的拉曼边带冷却。尽管一个大的Lamb-Dicke参数，高的初始温度，和大的差分光之间的位移的激发态和基态，我们实现了基态人口的$93.5(7)$ %后，$53$ ms的冷却。我们的技术包括解决高阶边带，其中几个运动量子被一个单一的激光脉冲，和快速调制的光镊强度。我们证明了拉曼边带冷却到三维运动基态是可能的，即使没有严格的限制和低的初始温度。
2018-02-05 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Bright-state source cancellation in dissipative shortcut Raman atom optics
Qatar Center for Quantum Computing, College of Science and Engineering, Hamad Bin Khalifa University（卡塔尔量子计算中心，科学与工程学院，哈马德·本·哈利法大学）；School of Particles and Accelerators, Institute for Research in Fundamental Sciences (IPM)（粒子与加速器学院，基础科学研究所）
针对自发拉曼散射限制捷径辅助原子光学的问题，提出亮态源概念，证明理想反绝热STIRSAP精确抵消亮态源而非光学衰减系数，并揭示其与双光子失谐啁啾的等价性及局限性。
2026-06-25 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Probe spectroscopy in an operating magneto-optical trap: the role of Raman transitions between discrete and continuum atomic states
本文报道了探测光在$^{85}$ Rb磁光阱中的吸收谱和四波混频谱的连续波测量结果。捕获光束用作泵浦光。我们集中在小泵浦探测失谐的光谱的中心特征，并将其狭窄的共振结构归因于基态的光移子能级之间的拉曼跃迁的叠加和原子反冲过程。这两个贡献有不同的依赖于陷阱参数，我们表明，前者是不均匀加宽。光谱对探测光偏振态的强烈依赖性表明冷原子样品存在较大的光学各向异性，这是由于反冲效应引起的。我们指出，反冲引起的共振可以从其他贡献中分离出来，使泵浦-探测光谱在工作的MOT原子的高灵敏度的诊断工具。
2004-10-20 physics.atom-ph
Nonequilibrium thermodynamics and optimal cooling of a dilute atomic gas
表征和优化远离平衡的热力学过程是一个挑战。这对于由少量粒子组成的纳米级系统尤其如此。在这里，我们在理论和实验上研究的非平衡动力学的几个非相互作用的铯原子的气体被限制在一个非谐波光偶极阱和暴露于简并拉曼边带冷却脉冲。我们确定的轴向相空间分布的原子后，每个拉曼冷却脉冲通过跟踪位置分辨荧光成像的气体的演变。我们从它评估的熵产生和统计长度之间的每个冷却步骤。由于没有粒子间的碰撞，单个拉曼脉冲导致一个自身不会热化的非平衡态。热化可以通过结合自由相空间演化和冷却脉冲串来实现。我们最小化的熵产生的目标热状态，以指定的最佳间距之间的序列的等距脉冲，并以这种方式实现最佳热化。最后，我们使用统计长度来验证热力学第二定律的改进版本。总之，这些发现提供了一个一般的，理论和实验，框架来分析和优化远离平衡过程的少粒子系统。
2020-04-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Implementation of a single femtosecond optical frequency comb for rovibrational cooling
我们表明，一个单一的飞秒光学频率梳可以用来诱导分子振动能级之间的双光子跃迁，形成超冷分子，例如，KRb脉冲训练中的单个脉冲上的相位以仔细选择的调制幅度和频率进行正弦调制。通过所施加的脉冲训练中的每个脉冲实现到最终状态的分段绝热布居转移，从而在最终状态中提供受控的布居累积。失谐的脉冲训练载波和调制频率从单光子共振改变的时间尺度的分子动力学，但导致相同的完全人口转移到超冷状态。一个标准的光学频率梳没有调制的诱导类似的动力学导致振转冷却。
2010-04-17 physics.atom-ph
Prospects for the cavity-assisted laser cooling of molecules
通过光子的自由空间耗散散射来冷却分子被认为是不可行的，这是由于分子固有的大量拉曼损耗通道以及构建多个再泵浦激光系统的高昂费用。已经提出使用光学腔来增强相干瑞利散射到衰减腔模式中作为减轻拉曼损耗的潜在方法，从而使得能够将分子激光冷却到超冷温度。我们讨论了腔辅助激光冷却粒子没有封闭的过渡的可能性，确定必要的条件，以实现有效的冷却，并提出了实验约束的解决方案。具体而言，它示出的协同性远远大于统一的冷却所需的没有损失，这可以通过与腔内自定位的分子的超辐射散射。特别强调的是极性羟基自由基（OH），冷样品，其中很容易从斯塔克减速。
2007-05-24 physics.atom-ph quant-ph
Λ-enhanced Sub-Doppler Cooling of Lithium Atoms in D1 Gray Molasses
根据最近在（Fernandes et al. 2012）中证明的40 K D1线上的双色亚多普勒冷却方案，我们对7 Li原子引入了类似的技术，并获得了60 uK的温度，同时捕获了前一阶段存在的所有5x10^8原子。我们调查的两个冷却频率之间的失谐的影响，并观察到三倍的温度下降时，拉曼条件得到满足。我们解释这种效果所产生的额外的冷却，由于长寿命的超精细状态之间的凝聚力。通过求解一个简化的Λ型三能级系统的光学布洛赫方程，我们发现在拉曼条件附近存在一个有效的冷却力。转移到四极磁阱中后，我们测得相空间密度约为10^-5。这种激光冷却为锂原子在光或磁阱中的快速蒸发到量子简并提供了一条很有前途的途径。
2013-06-04 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Laser Cooling of 85Rb Atoms to the Recoil Temperature Limit
本文研究了二维光晶格中~（85）Rb原子的激光冷却。我们遵循两步简并拉曼边带冷却方案[Kerman等人，物理修订信函84，439（2000）]，其中原子快速冷却到辅助状态之后是缓慢冷却到暗状态。该方法的优点是加热速率和冷却速率独立于光抽运光束进行控制。我们在Lamb-Dicke参数eta=0.45下操作晶格，并在2.4 ms内借助绝热冷却将自旋极化的85 Rb原子冷却到两个维度的反冲温度。
2018-02-03 physics.atom-ph
Sisyphus Cooling of Lithium
在激发态具有未分辨的、近简并的超精细结构的原子中，通过光学糖蜜将激光冷却到亚多普勒温度被认为是受到抑制的。我们证明，这种冷却是可能的，在一个到三个维度，不仅接近标准的D2线激光冷却，但在一个范围内延伸到D1线。通过西西弗斯冷却和绝热膨胀的结合，我们达到了低至40 μK的温度，这相当于原子速度比单光子反冲所施加的极限高出2.6倍。我们的方法需要在标准频率锁定方法范围内的频率下的适度激光功率。它在很大程度上对激光功率、偏振和失谐、磁场和初始超精细粒子数不敏感。我们的研究结果表明，光学糖蜜应该是可能的所有碱物种。
2014-03-20 physics.atom-ph quant-ph
Implementation of a symmetric surface electrode ion trap with field compensation using a modulated Raman effect
我们描述了一种新的表面电极保罗离子阱设计的实验中可扩展的量子信息处理与Ca+的制造和表征。一个值得注意的特点是一个对称的电极图案，它允许离子运动的正常模式的旋转，产生有效的多普勒冷却与一个单一的光束平行的平面表面。我们提出并实现了一种技术，在所有方向上的微动补偿使用红外再泵浦激光束直接进入陷阱平面。最后，我们采用了一种替代的再泵浦方案，增加离子荧光和简化加热速率测量多普勒冷却过程中获得的时间分辨离子荧光。
2009-11-15 physics.atom-ph quant-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
Laser cooling $^{88}$Sr to microkelvin temperature with an integrated-photonics system
本研究利用集成光子学器件实现88锶原子磁光阱，在微开尔文温度下冷却，转移效率达16%，为可扩展光学钟和量子传感器提供简化方案。
2024-04-19 physics.atom-ph quant-ph
Laser cooling of a magnetically guided ultra cold atom beam
本文报道了超冷铬原子磁导向束的横向激光冷却。通过引导件的渐缩的径向压缩被用于热传导地加热梁。在锥形截面内，垂直于原子束的二维光学糖蜜从原子束中提取热量，导致原子相空间密度的显著增加。施加磁偏移场以防止光泵浦到未捕获状态。结果表明，通过适当选择偏置磁场，可以避免冷却束强度和失谐量、原子损耗和纵向加热。已经实现了低于65微开尔文的最终温度，对应于引导光束中的相空间密度增加超过30倍。
2010-02-01 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Optical cooling of interacting atoms in a tightly confined trap
在最近的一篇论文中，我们提出了一种新的利用光缔合跃迁来降低原子对碰撞能量的激光冷却方案。在那篇论文中，我们考虑了自由空间中的两个原子，即没有考虑陷阱对冷却过程的影响。在本文中，我们定性地讨论了扩展这一想法的可能性拉曼边带冷却的相互作用原子对被困在Lamb-Dicke（LD）制度。除了冷却之外，我们的方法对于操纵光晶格中原子的原位相互作用可能是重要的。
2017-03-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
