Fluorescence spectra of atoms in a phase-stabilized magneto-optical trap as an optical lattice
研究了磁光阱作为光晶格的特性。本文用光子计数外差光谱法测量了被动稳相光束结构的MOT中囚禁原子的荧光光谱。我们观察到一个狭窄的瑞利峰和良好分辨的拉曼光谱中的边带,这清楚地表明,MOT本身的行为作为一个三维的光晶格。系统地研究了在各种陷阱条件下,相位稳定的MOT的类光晶格性质,如瑞利峰和拉曼边带的振动频率和线形。
2015-04-09 physics.atom-ph
Light-induced polarization effects in atoms with partially resolved hyperfine structure and applications to absorption, fluorescence, and nonlinear magneto-optical rotation
通过研究基本的光抽运机制以及吸收和荧光测量,从理论上研究了原子极化的产生和检测,并确定了这些过程对基态和激发态超精细分裂大小的依赖性。这种依赖性的后果进行了更详细的研究的情况下,非线性磁光旋转的法拉第几何形状(需要创建和检测的基态中的秩2极化的效果)与碱金属原子。给出了各种实验条件下旋光信号的解析公式。
2009-10-05 physics.atom-ph
A single atom emitting resonance fluorescence into a coherent beam, and its use for non-destructive atom thermometry
ICFO - Institut de Ciencies Fotoniques, The Barcelona Institute of Science and Technology(光子科学研究所,巴塞罗那科学技术学院);ICREA - Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats(加泰罗尼亚高级研究学院)
本研究利用远失谐光偶极阱制备单原子与相干光束的相互作用,观测到依赖相位的一阶干涉,将其作为灵敏非破坏性温度计,实现了~30μK温度下4%不确定度、~200μs时间分辨率的测温。
2026-08-05 physics.atom-ph
Autler-Townes splitting in the trap-loss fluorescence spectroscopy due to single-step direct Rydberg excitation of cesium cold atomic ensemble
利用铯原子磁光阱和窄线宽连续可调谐318.6nm紫外激光器,对铯原子6S 1/2(F=4)-71P3/2里德堡态的陷阱损失谱进行了实验研究.也就是说,由于紫外激光单步里德伯激发,磁光阱中的原子被激发到里德伯态,这导致原子荧光的降低。基于陷阱损失谱技术,观察到了强冷激光引起的Autler-Townes分裂,并研究了陷阱损失谱AT分裂间隔与参数的关系。此外,通过简化的飞行时间荧光成像测量冷原子的有效温度。此外,还对318.6nm紫外激光器进行了闭环正反馈功率稳定。这为进一步利用紫外激光进行里德伯原子相关的实验研究奠定了基础,对量子计算和量子信息领域的发展具有重要意义。
2023-03-02 physics.atom-ph
Doppler-free saturation of the cascade fluorescence that follows excitation of the $5s \to 6p $ transition in atomic rubidium
我们提出了一个实验方案,产生的$5s \to 6p $第二共振跃迁铷原子的多普勒自由光谱。该实验利用了热铷原子与两个强度相当的反向传播$420 $ nm激光束相互作用时发生的级联荧光的饱和。部分受激原子布居通过$5p_{3/2}$能级,然后通过发射$780$ nm光子而衰变。在该宽的$780$ nm荧光中出现窄的下降,这允许$6p_{3/2}$超精细结构的分辨率。速率方程模型被用来解释的光谱。还表明这些窄峰可用于锁定$420 $ nm激光器的频率。使用频率调制的第二光束产生具有已知频率间隔的三组光谱,其可用于执行铷中$6p_{3/2} $流形的超精细分裂的全光学测量。
2019-06-17 physics.atom-ph
Excitation transfer from Second to First resonance line of Potassium observed in hot atomic vapor
我们目前的实验研究观察到的荧光光谱激发的超精细跃迁的第二共振线的波长为404.4 nm的依赖于原子密度的钾。这导致激发能级布居直接衰减到基态(紫色荧光),以及通过第一共振线级联衰减(红外荧光)。已经表明,这两种荧光曲线的行为是不同的:增加原子密度,紫色荧光曲线表现出非常明显的自吸收下降,而红外线不显示任何窄宽度减少的吸收结构。此外,红外线的轮廓具有比紫色线的轮廓更高的信噪比。我们的研究表明,除了原子布居,原子极化也通过级联跃迁转移。这通过在两条荧光线处的相干磁光共振的配准来证明。在第一谐振线处记录的这些谐振的信噪比显著高于在第二谐振线处获得的那些。提出的研究使得研究碱金属原子的级联跃迁,特别是原子极化的保持,即级联跃迁的相干转移成为可能。
2018-04-18 physics.atom-ph
Radiative properties of rubidium atoms trapped in solid neon and parahydrogen
从系综测量得知,固体仲氢中捕获的铷原子具有良好的量子传感磁场的特性。为了将单个铷原子用作量子传感器,需要能够有效地测量单个原子的内部状态的技术,例如激光诱导荧光。在这项工作中,我们寻找激光诱导荧光从合奏的铷原子被困在固体仲氢,分别在固体氖。在仲氢中,我们发现在探索的范围内没有荧光的证据,并对辐射分支比设置上限。在氖中,我们观察激光诱导荧光,测量发射光的光谱,并测量基质中的激发态寿命。还报道了来自激发光的原子的漂白。
2021-05-28 physics.atom-ph
Imaging magnetic scalar potentials by laser-induced fluorescence from bright and dark atoms
我们提出了一种光谱方法映射二维分布的磁场强度(磁标量势线)使用CCD记录的荧光图案的自旋极化Cs蒸汽在缓冲气体暴露于非均匀磁场。该方法依赖于由多分量振荡磁场引起的磁共振对自旋极化的位置选择性破坏,使得磁势线可以由CCD相机直接检测。我们还提出了一个通用的代数模型,允许计算的荧光图案,并发现与实验观察的三个不同的非均匀场拓扑结构非常一致。与这些证明的原理实验获得的空间分辨率是在1毫米的顺序。空间和磁场分辨率的大幅增加,预计通过部署在磁屏蔽环境中的方法。
2014-04-08 physics.atom-ph
Two-photon interference between mutually-detuned resonance fluorescence signals scattered off a semiconductor quantum dot
Beijing Academy of Quantum Information Sciences(北京量子信息科学研究院);School of Science, Beijing University of Posts and Telecommunications(北京邮电大学理学院);Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家研究中心);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学);State Key Laboratory of Optoelectronic Materials and Devices, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences(中国科学院半导体研究所光电子材料器件国家重点实验室);Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学材料科学与光电/化学工程学院)
研究通过双光子干涉测量互为调制的共振荧光信号,揭示了光子不可区分性与激光脱调之间的关系,发现大脱调下二阶相关函数异常特性。
2025-11-06 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Driving the atom by atomic fluorescence: analytic results for the power and noise spectra
我们研究了共振荧光的光谱特性如何在两原子系统中传播。在弱驱动场近似下,我们发现,当我们从一个原子到下一个原子,功率谱表现出亚自然线宽变窄和大的不对称性,而压缩谱变窄,但保持不变。所观察到的荧光光谱特征的分析结果提供和它们的起源进行了彻底的讨论。
2000-04-03 physics.atom-ph physics.optics
Steady-state signatures of radiation trapping by cold multilevel atoms
在本文中,我们使用稳态测量,以获得在光学厚的冷铷原子云的辐射捕获的证据。我们调查我们的样品的荧光特性,开放的跃迁泵浦。荧光的强度表现出对介质的光学厚度的非平凡的依赖性。一个简化的模型,自洽耦合到光传输的扩散模型的速率方程的基础上,被用来解释在一个谱线上的非相干辐射捕获的实验观察。原子布居和荧光光谱的测量定性地同意这种解释。
2012-12-11 physics.atom-ph
A double-well atom trap for fluorescence detection at the Heisenberg limit
我们实验证明了一个原子数探测器能够同时检测两个介观系综与单原子分辨率。这种灵敏度是量子精密测量达到海森堡极限精度的先决条件。我们的系统是基于荧光检测原子在一种新的混合陷阱,其中的偶极势垒分为两个单独的井磁光阱。我们引入了一个噪声模型,描述了各种来源的测量误差和报告的限制高达500个原子的原子数差的单原子分辨率。
2015-01-07 physics.atom-ph quant-ph
Spatial dynamics of laser-induced fluorescence in an intense laser beam: experiment and theory in alkali metal atoms
我们已经表明,它是可能的,精确地模拟强激光场中的光学现象,通过考虑在激光束的强度分布。我们建立了一个理论模型,将强激光束分成同心区域,每个区域的拉比频率对应于该区域的强度,并求解了一组耦合光学布洛赫方程的密度矩阵在每个区域。实验获得的$^{87}$ Rb的$D_1$线的$F_g=2\longrightarrow F_e=1$跃迁的磁光共振曲线与理论模型非常一致,直到约200 mW/cm $^2$的激光强度,其跃迁的饱和强度约为4.5 mW/cm $^2$。我们从实验和理论上研究了强激光束中荧光强度的空间依赖性。进行了一个实验,其中宽的、强的泵浦激光激发铯的$D_2$线的$F_g=4\longrightarrow F_e=3$跃迁,而弱的、窄的探测光束扫描泵浦光束内的原子并激发铯的$D_1$线,记录其荧光作为探测光束位置的函数。实验获得的空间分布的荧光强度同意定性与模型的预测。
2015-10-26 physics.atom-ph
Measuring fluorescence into a nanofiber by observing field quadrature noise
在磁光阱中,我们对被铷原子包围的单模锥形光阱中的电磁场进行了平衡零差探测。原子共振荧光进入双光子模式表现为场正交的量子噪声增加。零拍探测器输出光电流的自相关函数呈现指数衰减,衰减时间常数为$26.3\pm 0.6$ ns,这与我们实验条件下的理论预期一致。据我们所知,这是第一个实验中,荧光已被观察和测量的平衡光学零差检测。
2019-03-07 physics.atom-ph
In-trap fluorescence detection of atoms in a microscopic dipole trap
我们研究荧光检测使用一个或多个原子的蓝色失谐光的驻波举行深,微观偶极阱。蓝失谐的驻波实现了西西弗斯激光冷却机制,使得原子可以散射许多光子,同时保持被捕获。当成像多于一个原子时,蓝色失谐限制了由于非弹性光辅助碰撞造成的损失。利用这种驻波探测光束,我们证明,我们可以计数从一个到100个原子的顺序与亚泊松精度的微陷阱。
2015-05-19 physics.atom-ph quant-ph
Analysis of the near-resonant fluorescence spectra of a single rubidium atom localized in a three-dimensional optical lattice
补充信息是最近的工作W。Kim等,关于强Lamb-Dicke区中三维光晶格中单个铷原子近共振谱的物质波隧穿致增宽。
2010-12-07 physics.atom-ph quant-ph
Microwave Spectroscopy of Cold Rubidium Atoms
研究了微波辐射对磁光阱中$^{85}Rb$冷原子云共振荧光的影响。辐射频率被调谐到铷原子5S基态超精细分裂频率附近。微波场诱导5S(F=2)和5S(F=3)态的磁子能级之间的磁偶极跃迁,导致荧光信号的变化。通过调节微波辐射频率记录共振荧光光谱。观察到的光谱被发现是基本上依赖于研究中的过渡和冷却方案中使用的再泵浦激光的频率。
2004-09-29 physics.atom-ph
Statistical sensitivity of phase measurements via laser-induced fluorescence with optical cycling detection
在利用激光诱导荧光检测原子和分子相位的方法中,光循环可以提高有效光子的检测效率,从而提高灵敏度。我们发现,每个原子或分子检测到许多光子,而必要的,是不是一个充分的条件,以接近量子投影极限检测的相位在一个两级系统。特别地,与从光学循环的泄漏足够小的理想情况相比,检测来自不完全闭合的光学循环的光子的最大数量将信噪比(SNR)降低$\sqrt{2}$的因子。我们推导出一个系统中的信噪比的光子探测效率,概率泄漏出的光周期每散射光子,和产品的平均光子散射率和总散射时间每原子或分子的一般结果。
2018-08-31 physics.atom-ph
Nearest-Neighbor Detection of Atoms in a 1D Optical Lattice by Fluorescence Imaging
我们克服了稀疏填充一维光晶格中中性原子荧光成像的衍射极限。在433 nm的周期,我们可靠地推断两个原子的分离到最近的邻居。我们观察到光诱导的原子占据相同的晶格位置的损失,而在相邻的晶格位置的原子,没有损失,由于光诱导的相互作用发生。我们的方法指向光晶格系统中的相关量子态的表征与填充因子高达一个原子每个晶格网站。
2009-02-06 cond-mat.other physics.atom-ph quant-ph
Millimeter Wave Imaging using Autler-Townes Splitting Induced Fluorescence from Rydberg Atoms in Rubidium Vapor
该研究利用铷蒸气中里德堡原子的 Autler-Townes 分裂诱导荧光,通过将毫米波空间分布转换为光学图像,实现了实时、衍射极限的毫米波成像,为高速高分辨率成像提供了新途径。
2025-10-13 physics.atom-ph
Resonance fluorescence of a cold atom in a high-finesse resonator
研究了由原子组成的系统在激光驱动下,处于激光和腔场诱导的冷却动力学稳态时,在高精细度谐振腔中原子的发射光谱。通常,共振荧光光谱和腔输出处的光谱包含关于系统所经历的动力学的互补信息。在一定的参数范围内,腔场和激光场诱导的散射过程之间的量子干涉效应导致共振荧光光谱特征的选择性抑制,这些特征在自由空间中的激光冷却原子的光谱中是可见的。
2007-05-10 cond-mat.other 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
Fluorescence-lifetime-limited trapping of Rydberg helium atoms on a chip
亚稳态(1 s)(2 s)的$^3{\rm S}_1$氦原子产生的超音速束被激发到里德伯-斯塔克态($n$在$27-30$范围内)在低温环境中,随后减速,并捕获以上,表面电极减速器。在捕获实验中,里德伯原子在75~ $μ$ s和33~mm的距离内静止,并在$0-525$ ~ $μ$ s范围内保持静止时间$t_{\mathrm{trap}}$,然后再被脉冲场电离加速用于探测。使用自制的阀产生持续时间约为20 $μ$ s的短气体脉冲,使得能够减少气体脉冲的尾部部分中与原子碰撞所产生的损失。将减速器冷却到4.7 K进一步抑制了由黑体辐射和与从减速器表面脱附的原子碰撞引起的跃迁引起的损失。减速过程中原子损失的主要贡献(60%)归因于能量高于陷阱鞍点的原子从减速器移动陷阱中逃逸、自发发射以及与气体脉冲尾部中的原子碰撞,每一个仅造成约20%的原子损失。在4.7 K时,发现实验中捕获阶段的原子损失几乎完全由自发发射引起,并且发现陷阱寿命对应于里德伯-斯塔克态的自然寿命。提高温度到100 K增强了陷阱的损失由黑体辐射刺激的转变。
2019-04-16 physics.atom-ph
Angle-of-arrival detection of radio-frequency waves via Rydberg atom fluorescence imaging of standing waves in a glass vapor cell
提出一种基于矩形玻璃蒸汽池中驻波映射的40 GHz射频辐射到达角检测方法,利用铷原子里德堡态光片光谱法测量,相比传统相控阵更紧凑低复杂度,平面内测量不确定度约1度,平面外约几度。
2025-04-25 physics.atom-ph
Doppler-free two-photon resonances for atom detection and sum frequency stabilization
研究了Rb原子5 D_{5/2}能级的激发,采用与单光子5 S_{1/2} - 5 P_{3/2}和5 P_{3/2} - 5 D_{5/2}跃迁近似共振的反向传播激光束,确保光频之和对应于5 S_{1/2} - 5 D_{5/2}跃迁.由双光子和逐步过程产生的激发通过在420 nm处由6 P_{3/2} - 5 S_{1/2}跃迁产生的自发发射荧光检测。研究了原子密度和激光对中间态5 P_{3/2}能级的失谐量对蓝色荧光强度的影响。本文估计了频率失谐双色方案用于原子探测的灵敏度。提出并实现了一种利用双光子无多普勒荧光和偏振共振实现两台自由运转激光器和频稳定的新方法。
2011-06-06 physics.atom-ph
Characterisation of a strontium cold atom source using fluorescence spectroscopy and time-of-flight
RAL Space, Rutherford Appleton Laboratory, STFC(拉尔夫空间,鲁瑟福阿普尔顿实验室,STFC);Department of Physics, University of Liverpool(利物浦大学物理系);National Quantum Computing Centre, Rutherford Appleton Laboratory, STFC(国家量子计算中心,鲁瑟福阿普尔顿实验室,STFC);Rutherford Appleton Laboratory, UKRI-STFC(鲁瑟福阿普尔顿实验室,英国研究与创新署-STFC)
该研究利用荧光光谱和飞行时间技术,对由二维磁光阱产生并经共振推束传输的锶原子束进行表征,通过测量得出不同参数下的通量分布等特性,为3D MOT加载和原子干涉仪等应用的冷原子源表征提供了框架。
2026-07-13 physics.atom-ph
Measuring ion oscillations at the quantum level with fluorescence light
本文提出了一种用单声子灵敏度探测原子机械振动的光学方法。测量信号是由单个被捕获的原子离子散射的光与其镜像的光之间的干涉产生的。原子的运动调制干涉路径长度,从而调制光子探测率。我们探测到了原子在多普勒冷却极限下的振荡,并在相空间中重建了原子的平均轨迹。我们证明了EIT冷却后运动的基态附近的单声子灵敏度。这些结果可以应用于其他光散射体的基本利益,如捕获的纳米粒子的运动检测。
2020-09-29 physics.atom-ph quant-ph
Rb optical resonance inside a random porous medium
研究了激光与随机多孔玻璃中Rb原子的共振相互作用。由于漫射光传播,原子吸收对样品散射光的影响几乎完全由低原子密度下的原子荧光补偿。对于更高的密度,辐射捕获增加了通过原子壁碰撞的非辐射衰变的概率。给出了荧光/吸收产率与样品孔隙率的简单连接。
2012-12-21 physics.atom-ph
Nanoscopy of pairs of atoms by fluorescence in a magnetic field
两个初始激发态原子的自发辐射光谱对外加磁场的强度和方向非常敏感。相关的计划被认为是确保确定的相互空间取向的原子和它们之间的距离完全光学手段。给出了相应的理论描述占偶极-偶极之间的相互作用的两个原子在存在一个磁场和极化的量子场相互作用的磁子级的两个原子系统。
2018-04-10 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Far-field resonance fluorescence from a dipole-interacting laser-driven cold atomic gas
我们分析了由激光驱动的冷原子稠密气体发出的荧光的时间响应。当平均原子间距小于原子散射光子的波长时,系统表现出较强的偶极相互作用和集体耗散。我们解决了具有不同几何形状的小系统的精确动力学,并展示了这些集体功能是如何体现在散射光的性质,如光子发射率,功率谱和二阶关联函数。通过计算这些超出弱驱动极限的量,我们在理解这些多体系统中的集体行为的特征方面取得了进展。此外,我们澄清的作用,无序的共振荧光,直接相关的最近的实验努力,旨在探索偶极-偶极相互作用的气体原子的多体效应。
2016-03-03 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Quantum Interference in Two-Atom Resonant X-ray Scattering of an Intense Attosecond Pulse
Argonne National Laboratory(阿贡国家实验室)
研究两非相互作用Ne+离子在强极紫外脉冲驱动下的共振X射线散射,分析脉冲强度、原子配置和初始电子态对总散射信号的影响,发现共振散射产率高于非共振,信号角依赖性类似双原子结构因子,干涉条纹可见度受脉冲面积和初始电子态影响。
2026-01-05 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
High-precision metrology of highly charged ions via relativistic resonance fluorescence
通过求解多能级模型中的含时主方程,在相对论条件下研究了激光驱动高电荷态离子的共振荧光。我们的从头算方法的基础上的狄拉克方程允许调查高度相对论离子,因此,提供了一个敏感的手段来测试相关的相对论动力学,束缚态量子电动力学现象和核效应,通过应用相干光与x射线频率。通过测量干涉缩窄的荧光光谱,可以以前所未有的精度确定原子的偶极矩或多极矩。
2010-11-29 physics.atom-ph quant-ph
A single atom detector integrated on an atom chip: fabrication, characterization and application
我们描述了一个强大的和可靠的单原子荧光检测器,是完全集成到一个原子芯片。该探测器允许对原子进行光谱和空间选择性探测,单原子探测效率达到66%。它由一个锥形透镜单模光纤和一个多模光纤组成,前者用于精确传输激发光,后者用于收集荧光。光纤安装在原子芯片上光刻限定的保持结构中。对磁波导中自由运动的中性~(87)Rb原子进行了探测,分析了其荧光发射的噪声。光子分布的方差允许确定检测到的光子/原子的数量,并从那里确定原子检测效率。荧光的二阶强度关联函数显示出近乎完美的光子反聚束和阻尼拉比振荡的迹象。通过简单的改进,可以将检测效率提高到> 95%。
2010-02-08 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Ultimate Statistical Physics: fluorescence of a single atom
本文讨论了在两个能级之间的准共振频率下,单个原子或离子在激光束照射下发射光子的统计特性,这种情况与实际实验相对应。我们将其推广到两束激光与两个激发能级和基态(V型三能级原子)之间的能量差共振的情况。我们使用了一种新的方法,考虑Kolmogorov方程的概率分布的原子状态,它首先考虑到这种状态的确定性演化的影响下,入射激光束和随机发射的光子自发衰变的激发态(S)的基态。这种方法在二能级原子的情况下产生可解方程。对于三能级原子的情形,我们提出了问题,并明确定义了问题的框架。得到的结果是有效的,在罕见的和频繁的自发衰变的相反的限制,相比,由于共振激发和原子能级之间的相互作用的光学拉比振荡的周期。我们的理论提供了荧光的各种统计特性,包括一个显示它在时间上的波动在时间反演下不是不变的。这一结果证明了量子测量的根本不可逆性,在这里用荧光光子的发射来表示。
2016-08-22 physics.atom-ph quant-ph
Motional effects in dynamics of fluorescence of cold atomic ensembles excited by resonance pulse radiation
本研究探究原子运动对冷原子系综荧光动力学的影响,揭示运动可改变超/亚辐射特性、导致荧光速率非单调变化,明确光谱展宽的辐射俘获作用及二聚体对亚辐射的增强效应。
2023-04-28 physics.atom-ph quant-ph
Maltese cross coupling to individual cold atoms in free space
本文报道了用四个高数值孔径(${\rm NA}=0.5$)非球面透镜从四个方向同时观测单个$^{87}$ Rb原子的荧光。我们使用干涉引导的拾取和放置技术,沿着四个主要方向精确和稳定地定位透镜,使其焦点位于单个中心点。这种几何结构使单个量子发射器可以以直角进入,并将实现新的捕获、激发和收集方法。荧光信号表明亚泊松原子数统计和光子反聚束,显示适合冷原子量子光学。
2019-10-10 physics.atom-ph
Fluorescence during Doppler cooling of a single trapped atom
利用半经典方法研究了初始热态单囚禁原子在弱束缚态下多普勒冷却的时间动力学。我们开发了一个分析模型的最简单的情况下,一个单一的振动模式的谐波陷阱,并显示该模型如何使我们能够通过观察冷却过程中的荧光率来估计被困粒子的初始能量。这种温度测量的实验实现提供了一种通过观察在没有冷却的情况下的温度上升来测量原子加热速率的方法。与传统的边带检测方法相比,该方法在技术上相对简单,并且这两种方法是合理的一致。我们还讨论了RF微动的影响,相关的被困原子离子,和冷却动力学上的振动模式之间的耦合的效果。
2007-07-09 physics.atom-ph quant-ph
Cooperative Fluorescence from a Strongly Driven Dilute Cloud of Atoms
我们研究了强驱动二能级发射体稀云中的合作荧光。从海森堡运动方程出发,我们计算了一阶散射修正的饱和的激发态人口和共振荧光光谱,这都需要超越国家的最先进的线性光学方法来描述集体现象。偶极阻塞观察到由于长距离偶极偶极耦合,在较强的驱动场消失。此外,我们还计算了多原子云散射光的非弹性分量,发现合作性对Mollow三重态有影响。在一个波瓣周围的正向方向,非弹性的莫洛三重态发展的光谱不对称性,在实验条件下观察。
2013-01-31 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Laser-induced atomic fragment fluorescence spectroscopy: A facile technique for molecular spectroscopy of spin-forbidden states
用可调谐染料激光器双光子激发,分别测量了Na $_2$的混合b $^3Π_u$ ~ A $^1Σ_u^+$态的自旋禁戒跃迁和自旋允许跃迁光谱.在双光子激发下,Na ~*(3 p)通过光解离产生,这一产物可以用原子荧光法灵敏地检测出来。在低激光功率下,仅A $^1Σ_u^+$态被激发,完全没有三重激发。在高激光功率下,通过b $^3Π_u$三重态中间体的光解离变得更可能,有效地“切换”观察从单重态光谱到三重态光谱,只有微小的设备变化。因此,这种微扰辅助激光诱导原子碎片荧光的技术可能是特别有用的,作为一个通用的车辆调查微扰相关的物理有关的自旋禁阻态,以及研究允许和禁止的其他分子的状态。
2008-12-24 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.optics
Fast non-destructive parallel readout of neutral atom registers in optical potentials
我们证明了光学囚禁的$^{87}$ Rb原子超精细态的并行和非破坏性读出。该方案是基于状态选择性荧光成像,并实现检测纯度$>$ 98%内10 $\,$ ms,同时保持99%的原子被捕获。对于读出的密集阵列的中性原子的光晶格中,相邻原子的荧光图像重叠,我们采用了一种新的图像分析技术,使用贝叶斯推断,以确定多个原子的内部状态。我们的方法可扩展到与未来需要快速和非破坏性读出的量子信息处理任务相关的大型中性原子寄存器,并且还可以用于同时读出存储在内部量子比特状态和原子位置中的量子信息。
2017-11-08 physics.atom-ph
An integrated atom detector: single atoms and photon statistics
我们展示了一个强大的基于光纤的荧光检测器,完全集成在一个原子芯片上,它检测单个原子传播的指南与66%的效率。我们通过分析光子统计来表征探测器的性能和原子通量。近完美的光子反聚束证明,单个原子被检测到,并允许我们研究超过三个数量级的原子密度的荧光的二阶强度关联函数。
2009-03-23 physics.atom-ph quant-ph
Optimal strategies for low-noise detection of atoms using resonant frequency modulation spectroscopy in cold atom interferometers
该研究通过含光学饱和、空间变参数及辐射压力的详细模型,理论探究冷原子干涉仪中共振频率调制光谱的最优信噪比参数区间,对比发现其在紧凑型干涉仪中优于荧光成像,但压缩原子源场景下荧光成像更优。
2024-12-10 physics.atom-ph quant-ph
Resonance fluorescence in the resolvent operator formalism
利用预解算子理论导出了受驱动二能级原子散射光场的Mollow谱。推导是基于从原子场系统的预解算子的主方程的建设。我们发现,自然的线宽的激发原子的水平基本上保持不变,一个非常好的近似水平,即使在强场制度,拉比跳动成为相关的自能循环内,产生的线宽。这确保了所获得的主方程和所导出的光谱与Mollow的主方程和光谱相匹配。
2017-09-01 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Collective resonance fluorescence in small and dense atom clouds: Comparison between theory and experiment
我们研究了当原子数逐渐增加时,冷而致密的$^{87}$ Rb原子云对近共振低强度光的集体光学响应的出现。实验观测进行了比较,与微观随机模拟的经常性散射过程的原子之间,将原子的多级结构和光学测量装置。我们分析的光学响应的inconveniously增宽的气体,发现实验观察到的共振线位移和收集的总散射光强度冷原子云大大偏离那些热原子系综,表明强烈的光诱导原子之间的共振偶极-偶极相互作用。在高密度下,模拟还预测了冷原子云中光致激发的衰减速度比热原子云中慢得多。偶极-偶极相互作用的作用进行了讨论的共振耦合的例子和集体辐射激发本征模的系统。
2016-08-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Time-resolved and state-selective detection of single freely falling atoms
我们报告的检测单个,缓慢移动的铷原子使用激光诱导荧光。原子以3米/秒的速度移动,而它们的时间分辨率为60微秒。该检测方案采用近共振激光束,驱动循环原子跃迁,和一个高效的反射镜设置,以集中大部分的荧光光子的光电倍增管。平均每个原子有20个光子。
2006-03-09 physics.atom-ph quant-ph
Raman Imaging of Atoms Inside a High-bandwidth Cavity
高带宽、基于光纤的光学腔是未来量子网络的一个有前途的构建模块。它们被用于谐振耦合静止的量子比特,如单个或多个原子与光子,以高速率将量子信息路由到光纤网络中。在高带宽腔中,用于控制原子位置的原子-腔共振线上的标准荧光成像受到损害,因为Purcell效应强烈抑制全方向荧光。在这里,我们恢复成像的$^{87}$ Rb原子强耦合到这样的光纤法布里-珀罗腔通过检测的再泵浦荧光,这是由连续和三维拉曼边带冷却产生的。我们已经进行了详细的光谱研究的再泵浦引起的差分光位移影响的拉曼共振,依赖于强度和失谐。我们的分析确定了成像的信噪比和生存率之间的妥协制度,在物理洞察力的偶极力波动的作用,在被困原子的加热动力学获得。
2022-02-17 physics.atom-ph quant-ph
Calibration of hydrogen atoms measurement using femtosecond two-photon laser induced fluorescence
提出H-fs-TALIF新校准方法,测定飞秒宽带激光下H与Kr的双光子吸收截面比为0.027±20%,表明不同脉宽范围需独立校准。
2025-03-17 physics.atom-ph physics.ins-det physics.optics
Measurement of magic-wavelength optical dipole trap by using the laser-induced fluorescence spectra of trapped single cesium atoms
基于多能级模型,计算了铯原子6S_(1/2)基态和6P_(3/2)激发态的塞曼态光位移,并计算了Cs原子6S_(1/2)F=4,mF=+4-6P_(3/2)F '= 5,利用囚禁Cs单原子的激光诱导荧光光谱,在实验上构造并表征了mF=+5跃迁.魔波长为937.7nm,在线性偏振的ODT激光束下,对6S_(1/2)F=4,mF=+4基态和6P_(3/2)F '= 5,mF=+5激发态产生几乎相同的光移。与自由空间中未受干扰的Cs_6S_(1/2)F=4,mF=+4-6P_(3/2)F ′ = 5,mF=+5跃迁频率相比,线偏振937.7nm ODT中的差分光位移小于0.7MHz,小于陷阱深度的1.2%。讨论了陷阱深度和偏置磁场对测量结果的影响。
2017-06-21 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Two-dimensional imaging of electromagnetic fields via light sheet fluorescence imaging with Rydberg atoms
University of Colorado, Boulder(科罗拉多大学博尔德分校);National Institute of Standards and Technology(美国国家标准与技术研究院);College of William & Mary(威廉玛丽学院)
利用Rydberg原子的光片荧光成像技术实现电磁场的高精度二维成像,可检测低至nV/cm级别的电场和磁场。
2024-12-18 physics.app-ph physics.atom-ph
A simple integrated single-atom detector
我们提出了一个可靠的和强大的集成荧光检测器能够检测单个原子。该检测器由用于精确传输激发光的锥形透镜单模光纤和用于收集荧光的多模光纤组成。两者都安装在原子芯片上光刻定义的SU-8固定结构中。在磁波导中自由传播的Rb ~(87)原子的探测效率高达66%,在短积分时间内获得了超过100的信噪比。
2009-03-12 physics.atom-ph physics.optics
Theory of resonant x-ray scattering with ultrafast intense pulses
提出非相对论QED框架下的TDSE方法研究强X射线脉冲下的共振散射,揭示了弹性散射与共振荧光间的干涉效应,表明X射线Rabi动力学可控制散射响应。
2024-08-26 physics.atm-clus physics.atom-ph
Accurate Atom Counting in Mesoscopic Ensembles
许多冷原子实验依赖于精确的原子数检测,特别是在量子增强计量学的背景下,单粒子水平的效应很重要。在这里,我们调查的限制,原子数计数通过共振荧光检测的介观样品的被困原子。我们的特点,这些荧光测量的精度开始从单原子水平超过一千。通过研究主要的噪声源,我们获得了原子数高达1200的单原子分辨率。这种能力是未来实验的介观原子系综的高度纠缠态的一个必要的先决条件。
2013-12-19 physics.atom-ph quant-ph
Single Molecule DNA Detection with an Atomic Vapor Notch Filter
单分子的检测促进了生命科学和材料科学的许多进步。通常,它建立在单分子的荧光检测上,例如,所述单分子附着在所研究的结构上。对于荧光显微镜和感测,关键参数是收集和检测效率,使得光子可以在低背景下与标记的样品区分开。在这里,我们显示了一个计划,用于过滤的激发光在光学检测单链标记的DNA分子。我们利用热原子蒸气的窄带滤波特性,从单个发射器发出的荧光中过滤激发光。原子钠的选择允许使用荧光染料,这在生命科学中很常见。该方案能够实现有效的光子检测,统计分析证明了在共焦和宽场配置中光学信号的增强超过15%。
2015-02-26 physics.atom-ph physics.optics
Measurement of cesium $8\,^2P_{J}\rightarrow 6\,^2P_{J'}$ electric quadrupole transition probabilities using fluorescence spectroscopy
本研究利用加热铯蒸气池观测铯原子特定电四极跃迁的荧光光谱,测定了两组跃迁的概率比值,结果与理论计算吻合,为相干放大方法检验及暗物质探测相关的铯性质研究提供了关键参数。
2024-07-09 hep-ex physics.atom-ph