Second-Scale $^9\text{Be}^+$ Spin Coherence in a Compact Penning Trap
我们报告微波光谱的共同捕获$^9\text{Be}^+$和$^{40}\text{Ca}^+$在一个紧凑的永磁潘宁离子阱。该陷阱是由一个可重构阵列的钕铁硼环提供一个0.654 T的磁场，是附近的0.6774 T磁场不敏感的超精细跃迁$^9\text{Be}^+$。在这个超精细跃迁上进行Ramsey光谱，我们证明了核自旋相干性，对比度衰减时间>1 s。$^9\text{Be}^+$通过$^{40}\text{Ca}^+$的库仑晶体进行共振冷却，从而使$^9\text{Be}^+$照明最小化，从而减轻无功损耗。介绍了一种独特的$^{40}\text{Ca}^+$高磁场光学探测方案，在不使用729 nm倾斜激光的情况下实现了自旋态的读出。我们记录了一个分数陷阱磁场不稳定性低于20 ppb（<13 nT），在43秒的平均时间没有磁屏蔽，只有被动热隔离。我们讨论了这种紧凑的，可重构的潘宁陷阱的潜在应用。
2021-10-06 physics.atom-ph quant-ph
Radiofrequency multipole traps: Tools for spectroscopy and dynamics of cold molecular ions
多极射频离子阱是一种在可控环境中研究分子离子及其相互作用的通用工具。特别是低温22极离子阱配置用于研究离子分子反应和复杂的分子光谱在几个开尔文和室温之间的温度。本文介绍了一个教程射频离子捕获多极电极配置。稳定的捕获条件和缓冲气体冷却，以及重要的加热机制，进行了讨论。此外，选定的实验研究阳离子和阴离子分子反应和光谱的捕获离子进行审查。从这些研究出发，展望了多极离子阱的研究前景。
2009-03-15 physics.atom-ph
On-line Excited-State Laser Spectroscopy of Trapped Short-Lived Ra$^+$ Ions
作为一个单一的捕获Ra $^+$离子的原子宇称破坏实验的重要一步，激光光谱实验进行了与在线产生的短寿命$^{212,213,214}$ Ra $^+$离子。测量了$^{213}$ Ra $^+$中$6\,^2$ D $_{3/2}$ \，-\，$7\,^2$ P $_{1/2}$和$6\,^2$ D $_{3/2}$ \，-\，$7\,^2$ P $_{3/2}$跃迁的同位素位移和$7\,^2$ S $_{1/2}$和$6\,^2$ D $_{3/2}$态的超精细结构常数。这些值为所需的原子理论提供了基准。通过光学搁置测量亚稳态$6\,^2$ D $_{5/2}$状态的寿命的下限$232(4)$ ms。
2010-03-29 nucl-ex physics.atom-ph
Trap-loss spectroscopy of Rydberg states in ytterbium
我们提出了一个实验研究的里德堡$^1S_0$ -和$^1P_1$ -系列的镱的主量子数范围内的$n=70$到$90$。研究是在$399\,\text{nm}$的$6^1S_0 \rightarrow 6^1P_1$跃迁上使用磁光阱中的阱损耗谱进行的。与通常使用的场电离和离子检测的里德伯光谱法相比，陷阱损失光谱法明显更简单，并且需要不太复杂的实验装置。使用这种方法，我们确定的标量和张量的极化率的相对值，$6sns\,^1S_0$ -和$6snp\,^1P_1$ -里德堡态。
2022-11-21 physics.atom-ph
Half-open Penning trap with efficient light collection for precision laser spectroscopy of highly charged ions
我们已经构思，建造和操作的“半开放”的圆柱形潘宁陷阱的约束和高电荷离子的激光光谱。这种陷阱允许荧光检测采用立体角，这是约一个数量级大于传统的圆柱形潘宁陷阱。在同一时间，所需的静电和静磁性能的封闭端盖的圆柱形潘宁陷阱保存在此重新封装。我们给出了一个详细的帐户上的设计和限制属性，一个表征的陷阱，并显示第一个结果的光收集与陷阱产生的高度带电的离子。
2014-02-27 physics.atom-ph
Single barium ion spectroscopy: light shifts, hyperfine structure, and progress on an optical frequency standard and atomic parity violation
单阱离子是高精度测试原子物理学的理想系统：它们是有效隔离的原子，保持静止，基本上不受扰动相互作用的影响。本论文描述了几个研究单离化钡结构和更基础物理的项目。首先，我们描述了一个自旋相关的“电子搁置”方案，使我们能够在基态6 S_{1/2}和亚稳态5 D_{3/2}中以10^{-5}的精度水平进行单离子电子自旋共振实验。我们采用这种技术来测量在两个不同的波长下，在这些状态下的非共振光位移（或交流斯塔克效应）的比率，精度为10^{-3}。这些结果构成了对重原子原子理论的一种新的高精度检验。由于目前对关键偶极矩阵元素的了解仅限于约5%，因此对Ba+的此类实验测试的需求很高。Ba+最近一直是理论上感兴趣的主题，对原子宇称破坏的测试，偶极矩阵元的知识是一个重要的先决条件。我们总结了这个宇称破坏实验的概念，并描述了新的想法。（续.）
2009-07-01 physics.atom-ph
BaF molecules in neon ice: trapping, spectroscopy and optical control of electron spins
该研究将BaF分子俘获于neon冰中，利用激光诱导荧光光谱发现晶格未显著扰动特定光学跃迁，并完全通过激光实现了电子自旋极化、自旋翻转检测与超精细跃迁测量，为超越标准模型物理的精密测量提供了新机遇。
2023-01-26 physics.atom-ph
Plans for laser spectroscopy of trapped cold hydrogen-like HCI
激光光谱学的研究正在准备测量的1s基态超精细分裂被困冷高电荷离子。这些实验的目的是检验强电场状态下的量子电动力学。这些实验是GSI HITRAP项目的一部分。简要回顾了计划的实验。
2005-01-19 physics.atom-ph
Light-shift spectroscopy of optically trapped atomic ensembles
提出了一种提取偶极囚禁冷原子系综物理参数的方法。该技术利用阱本身的空间依赖性ac-斯塔克位移将原子分布投影到光移加宽的透射光谱上。我们开发了一个模型，连接原子分布与预期的透射光谱。然后，我们证明了该技术的实用性，推导出的温度，陷阱深度，寿命，和被困原子数从数据中采取的Single Shot实验测量。
2019-11-07 physics.atom-ph
Suppression of inhomogeneous broadening in rf spectroscopy of optically trapped atoms
提出了一种减小光阱原子基态超精细分裂中非均匀频率展宽的新方法。这种减少是通过增加一个弱的光场，空间模式匹配的捕获领域和其频率是在两个超精细水平之间调谐。我们的实验证明了新的计划与Rb 85原子，并报告了50倍的射频谱窄。
2002-04-28 physics.atom-ph
A cryogenic radio-frequency ion trap for quantum logic spectroscopy of highly charged ions
本文介绍了一种用于高电荷态离子量子逻辑谱的低温射频离子阱系统。它包括一个分段的线性保罗陷阱，在真空成像透镜和螺旋谐振腔。我们证明了基态冷却的所有三种模式的运动的一个单一的$^9$是$^+$离子，并确定它们的加热速率以及过量的轴向微动。该陷阱显示了迄今为止公布的最低水平的电场噪声之一。我们调查的磁场噪声抑制在低温屏蔽由分段铜，所产生的磁场稳定性在离子的位置和所产生的相干时间。使用这种陷阱结合电子束离子阱和减速束线，我们已经能够捕获单个高电荷的Ar $^{13+}$（Ar XIV）离子同时与单个的$^+$离子，高电荷离子的第一个量子逻辑光谱的关键先决条件。
2019-01-10 physics.atom-ph
RF spectroscopy in a resonant RF-dressed trap
研究了在非均匀磁场中，被射频场修饰的原子在绝热势场中的光谱。光谱探针是第二个弱RF场。观测到的谱线形状与被困云的温度有关。我们证明了蒸发冷却的RF修饰的原子通过扫描周围的拉比频率的修饰场的第二个RF场的频率。
2010-02-12 physics.atom-ph
Precision Spectroscopy of Polarized Molecules in an Ion Trap
极性分子是量子模拟和冷化学的理想体系。分子离子很容易被捕获，但施加一个偏置电场来捕获它们，往往会加速它们离开陷阱。我们提出了一个一般的解决方案，这个问题的旋转偏置场慢到足以分子极化轴遵循，但足够快的离子保持被困。我们证明了180 Hf 19 F+斯塔克-塞曼子能级之间的拉姆齐光谱的相干时间为100毫秒。从良好控制的拓扑（Berry）相位所产生的频移被用来确定磁g-因子。双折射偏置场技术可以使得能够使用捕获的极性分子用于精确测量和量子信息科学，包括对电子电偶极矩的搜索。
2013-11-13 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
Experimental access to higher-order Zeeman effects by precision spectroscopy of highly charged ions in a Penning trap
提出了一种在潘宁阱中研究高电荷态离子的激光-微波双共振光谱的实验方案和装置。这样的光谱学允许由于阱的磁场的精细和超精细结构能级的塞曼分裂的高度精确的测量。我们已经进行了详细的计算塞曼效应的框架中的量子电动力学的束缚态，目前在这样的高电荷离子。我们发现，除了线性塞曼效应外，二阶和三阶塞曼效应也分别在10^-4和10^-8的水平上对分裂有贡献，因此可以在目前准备中的ARTEMIS实验可达到的光谱分辨率范围内进行测定。
2013-06-06 physics.atom-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
Laser cooling and trapping of atomic strontium for ultracold atom physics, high-precision spectroscopy and quantum sensors
本文综述了在超低温和高相空间密度下制备原子锶样品的方法及其在物理研究和应用中的可能用途。我们描述了从原子束加载磁光阱和准备样品进行高精度测量的过程。特别强调的是超冷Sr样品的应用，从光学频率计量，以力传感在微米尺度。
2006-09-15 physics.atom-ph
Endcap-Type Paul Trap for Precision Spectroscopy and Studies of Controlled Interactions
Raman Research Institute（拉曼研究所）；The Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics (IUCAA)（天文与天体物理跨大学中心）
端帽型保罗陷阱用于高精度光谱学和单离子与原子的受控相互作用研究
2026-01-12 physics.atom-ph
Forbidden atomic transitions driven by an intensity-modulated laser trap
光谱学是理解和操纵量子系统（如原子和分子）的重要工具。描述光谱学的模型包括多极场相互作用，这导致建立光谱选择规则，以及在该领域中二次的相互作用，这通常被忽略。然而，使用二次（有质动力）相互作用的光谱比使用多极场相互作用的光谱有两个显著的优点：灵活的跃迁规则和大大提高量子系统的空间寻址能力。第一次，我们证明有质动力光谱使用光学晶格捕获的里德伯原子，脉动的晶格光在微波频率，并驱动微波原子跃迁，否则将被禁止建立光谱选择规则。这种测量以前无法测量的跃迁频率的新能力，使改进原子特性和物理学基础常数的测定成为可能。在空间域中，有质动力光谱的分辨率比跃迁频率（和相应的衍射极限）所建议的要好几个数量级，在量子控制和计算应用中的密集粒子阵列中有希望实现单点寻址。未来的技术进步可能使有质动力光谱学扩展到基态原子和被困分子。
2014-09-14 physics.atom-ph
Optical stimulated-Raman sideband spectroscopy of a single $^9$Be$^+$ ion in a Penning trap
本研究在低温5特斯拉彭宁阱中，利用双光子受激拉曼跃迁实现单根⁹Be⁺离子的光学边带光谱测量，通过两种耦合方案精准获取拉曼共振及轴向边带光谱，为彭宁阱量子逻辑操作及标准模型重子 sector高精度物质-反物质比较测试奠定关键基础。
2023-08-18 physics.atom-ph
Magneto-optical-trap loading in a large optical-access experiment
Homer L. Dodge Department of Physics and Astronomy, The University of Oklahoma（霍默·L·道奇物理与天文学系，俄克拉荷马大学）；Center for Quantum Research and Technology, The University of Oklahoma（量子研究与技术中心，俄克拉荷马大学）
本研究通过优化配置和模拟工具，探讨了在高数值孔径光学镊子中锶磁光捕获加载的优化方法及效率影响因素。
2026-02-05 physics.atom-ph physics.comp-ph
Radio frequency spectroscopy measurement of the Landé g factor of the 5D5/2 state of Ba+ with a single trapped ion
本文报道了一种改进的单电离钡5D ~（5/2）态Landé g因子的测量方法。使用两个类似的，独立的设备上进行测量单多普勒冷却的138 Ba+离子在线性保罗陷阱。6S 1/2和5D 5/2状态的塞曼子能级之间的转换由两个独立的、稳定的射频合成器驱动，该射频合成器使用每个离子阱室内的专用电极。每个塞曼流形内的状态检测是用工作在1.76微米的稳频光纤激光器实现的。通过计算两个塞曼分裂的比率，并使用测量的6S 1/2态的Landé g因子，我们发现对于5D 5/2的g，其值为1.200371（4stat）（6sys）。
2013-06-14 physics.atom-ph
Two-photon spectroscopy of trapped HD$^+$ ions in the Lamb-Dicke regime
我们研究了共振增强多光子解离（REMPD）方案下，近简并双光子振转光谱在共振冷却氢分子离子系综中的可行性。利用振转光谱中的准重合，激发激光器被调谐到接近中间水平，以共振增强双光子吸收。现实的模拟REMPD信号得到使用一个四电平模型，考虑到饱和效应，离子轨迹，激光频率噪声和重新分配的人口黑体辐射。我们表明，使用对向传播的激光束，使光学激发在一个有效的Lamb-Dicke制度。对于激光失谐的最佳选择，可以观察到具有100 Hz范围内的宽度的子多普勒线，具有良好的信噪比。我们的研究结果表明，在$10^{-14}$的准确度水平的分子光谱学的可行性，改进测试的分子QED，一个新的测定质子-电子质量比，和研究的时间（在）后者的依赖性。
2013-09-06 physics.atom-ph
Single-Photon Rydberg Excitation and Trap-Loss Spectroscopy of Cold Cesium Atoms in a Magneto-Optical Trap by Using of a 319-nm Ultra-Violet Laser System
本文研究了铯原子在磁光阱中的单光子里德伯激发。我们用窄线宽319 nm紫外激光直接将原子从${{6S}_{1/2}}$基态激发到${{nP}_{3/2}}(n=70-100)$里德堡态。里德堡态的检测通过监测当${{6S}_{1/2}} (F = 4)$基态上的部分布居转移到里德堡态时MOT的荧光信号的减少来进行。我们清楚地观察到由于冷却光的陷阱损失谱中的Autler-Townes双峰。利用里德伯原子的大极化率，我们观察到了背景直流电场诱导的Autler-Townes双重态的Stark分裂。通过理论分析研究了斯塔克位移对电场的依赖关系，并由斯塔克分裂的测量结果推断出直流电场。我们发现在冷系综附近存在一个44.8（4）mV/cm的直流电场。这表明高位里德伯原子可以作为直流电场的传感器。
2019-11-21 physics.atom-ph
Analysis of the fine structure of Sn$^{11+...14+}$ ions by optical spectroscopy in an electron beam ion trap
我们实验重新评估锡$^{11+...14+}$离子的精细结构。这些离子在下一代纳米光刻的明亮极紫外（EUV）等离子体光源中是必不可少的，但它们复杂的电子结构对理论和实验都是一个开放的挑战。我们结合光学光谱的磁偶极子$M1$跃迁，在波长范围为260\，nm至780\，nm，电荷状态的选择性电离的电子束离子阱。我们的测量证实了\emph{ab initio}计算的预测能力的基础上Fock空间耦合集团理论。我们验证我们的线识别使用半经验Cowan计算可调波函数参数。可用的丽兹组合进一步加强了我们的分析。与以前的工作比较表明，在EUV线识别需要重新审视。
2016-05-13 physics.atom-ph
Precision spectroscopy technique for dipole allowed transitions in laser cooled ions
本文提出了一种精确测量囚禁离子电偶极允许跃迁的方法。通过快速连续地应用探针和冷却激光，可以探测完整的跃迁，而不会因加热离子而引起失真。此外，可以利用两个探针来测量类似色散的信号，这非常适合于将激光器稳定到跃迁。我们已经充分表征了测量的参数，并发现可以在30 s的询问时间内测量优于100 kHz的过渡频率。通过采用两个独立的离子阱系统来确定光谱信号的长期稳定性。第一离子阱用于稳定光谱激光器。第二个离子阱，然后通过连续探测在两个频率的过渡来测量的稳定性。根据Allan方差，对于1000 s的询问时间，获得了优于10 $^{-10}$的频率不稳定性。
2014-06-28 physics.atom-ph
Precision spectroscopy of helium in a magic wavelength optical dipole trap
对于氢和氦等少电子系统的理论和频率计量学的改进，使得量子电动力学（QED）的测试变得越来越灵敏，并且可以更精确地确定基本常数和原子核的大小。与此同时，中性原子的冷却和捕获技术的进步，彻底改变了越来越精确的原子钟的发展。在这里，我们结合这些领域，以达到最高的精度在氦原子的光学transistion迄今为止，采用玻色-爱因斯坦凝聚体限制在魔波长的光偶极陷阱。测得的过渡准确地连接的邻态和仲态的氦，构成了一个严格的测试QED理论。此外，我们还测试了氦原子的极化率计算和超冷散射性质。最后，我们的测量探针的大小的原子核的水平超过目前正在进行的质子半径难题的背景下，μ介子氦测量的预测精度。
2018-04-18 physics.atom-ph
Spectroscopy on a single trapped 137Ba+ ion for nuclear magnetic octupole moment determination
我们提出了一个单一的捕获钡离子，137 Ba+的5D 3/2流形的超精细间隔的精确测量。超精细间隔的测量mF = 0的子级之间的范围内的磁场，使我们能够内插到零场值的精度低于几赫兹，以前的测量的三个数量级的改进。我们的结果，结合理论计算，提供了一个30倍的磁偶极子（A）和电四极（B）超精细常数的不确定性减少。此外，我们还得到了磁八极常数（C），其精度低于0.1 Hz。这给出了随后确定的核磁八极矩，Ω，与1%的不确定性几乎完全由理论计算的准确性限制。这是对137 Ba+八极矩的首次观测，也是迄今为止最精确的八极矩。
2012-07-04 physics.atom-ph
Orders of Magnitude Improved Cyclotron-Mode Cooling for Non-Destructive Spin Quantum Transition Spectroscopy with Single Trapped Antiprotons
本研究实现单个囚禁反质子修正回旋模式的高效亚热冷却，将反质子自旋跃迁探测错误率降至0.000025以下，较此前最优水平提升超三个数量级，可应用于物质反物质对称性检验等多领域高精度实验。
2024-04-11 physics.atom-ph
High-sensitivity molecular spectroscopy of SrOH using magneto-optical trapping
Harvard-MIT Center for Ultracold Atoms（哈佛-麻省理工学院超冷原子中心）；Department of Physics, Harvard University（哈佛大学物理系）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；IonQ, Inc.（IonQ公司）
本文通过磁光捕获技术实现了SrOH的高灵敏度光谱学研究，识别了新的跃迁并提高了分子捕获数量，验证了超轻暗物质对质子-电子质量比变化的敏感性。
2025-09-11 physics.atom-ph
High performance imaging of $^{171}$Yb atom in shallow clock-magic tweezer by alternating dual-tone narrowline cooling
Korea Research Institute of Standards and Science (KRISS)（韩国标准科学研究院）；Graduate School of Quantum Science And Technology, KAIST（韩国科学技术院量子科学与技术研究生院）
提出交替双音窄线成像方法，在浅时钟魔幻光镊中实现 $^{171}$Yb 单原子高保真度成像，为大规模量子比特系统和可重复光镊时钟奠定基础。
2026-05-26 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
A magneto-optical trap of silver and potassium atoms
The University of Chicago（芝加哥大学）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）
本研究展示了一种银和钾原子的双磁光捕获阱，通过改进的冷却技术实现了高密度原子捕获，并为未来制备简并量子混合物和极性分子提供了基础。
2025-07-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Sub-dekahertz ultraviolet spectroscopy of 199Hg+
利用高精度、高稳定度的法布里-珀罗标准具对激光进行锁频，探测了低温射频离子阱中199 Hg ~+离子的5d ~（10）6s ~（2S_1/2）（F=0）-5d ~（9）6s ~（2D_5/2）（F=2）Δ-mF = 0电四极跃迁。我们在282 nm（1.06 × 10^15 Hz）处观察到傅里叶变换极限线宽窄至6.7 Hz，得到一条Q = 1.6 × 10^14的线。我们进行了初步的测量5d 9 6s 2 2D_5/2电四极移由于相互作用的静态场的陷阱，并讨论了未来的捕获离子光频标的影响。
2000-07-01 physics.atom-ph
Asymmetry analysis of Autler-Townes doublet in the trap-loss fluorescence spectroscopy of cesium MOT with single step Rydberg excitation
本文研究了铯磁光阱单步里德堡激发的阱损荧光光谱中 Autler-Townes 双峰的不对称性，通过 V 型三能级系统模型和实验揭示了冷却激光失谐对双峰对称性及间隔的非线性影响，为冷原子精密测量提供了优化方法。
2025-04-26 physics.atom-ph
Frequency Metrology on single trapped ions in the weak binding limit: The 3s1/2-3p3/2 transition in 24-Mg+
我们证明了一种方法，在未解决的运动边带的限制，被困离子的精密光谱。通过共振冷却的结晶离子链，我们抑制了不利的温度变化引起的光谱激光，通常会导致一个扭曲的线profle，并获得一个Voigt的轮廓可以忽略不计的失真。我们应用该方法测量了单个24-Mg+离子中与天体物理学相关的D2跃迁的绝对频率，得到1072082934.33（16）MHz，比以前的结果提高了近400倍。此外，我们还得到了激发态寿命为3.84（10）ns。
2009-01-16 physics.atom-ph
Molecular ion trap-depletion spectroscopy of BaCl$^+$
我们展示了一种简单的分子离子光谱技术。BaCl $^+$分子离子在室温He缓冲气体存在下被捕获在线性Paul阱中，并通过驱动从基态X $^1Σ^+$态到A $^1Π$态的排斥壁的电子跃迁而光解离。通过监测BaCl $^+$离子的诱导陷阱损失作为激发波长的函数来记录光解离光谱。精确的分子势和光谱常数的测定。与测量的理论光解截面的比较显示出良好的协议。这项研究代表的第一个光谱数据BaCl $^+$和超冷基态分子离子的生产的重要一步。
2011-01-22 physics.atom-ph physics.chem-ph
High-precision Penning-trap spectroscopy of the ground-state spin structure of HD+
Fudan University（复旦大学）；Max-Planck-Institut für Kernphysik（马克斯·普朗克核物理研究所）；Institute for Nuclear Research and Nuclear Energy, Bulgarian Academy of Sciences（保加利亚科学院核研究与核能研究所）；Université d’Evry-Val d’ Essonne（埃夫里-瓦勒德埃松大学）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；Laboratoire Kastler Brossel, Sorbonne Université, CNRS, ENS, Université PSL, Collège de France（索邦大学卡斯勒-布罗塞尔实验室）
HD+分子离子基态自旋结构的高精度Penning陷阱光谱学研究，确定了束缚电子g因子并发现与理论预测的矛盾。
2026-02-19 physics.atom-ph
Microwave spectroscopy of radio-frequency dressed $^{87}$Rb
研究了$^{87}$ Rb原子在射频场修饰下的超精细光谱，给出了三种不同情况下的实验结果：自由下落的原子、光偶极阱中的原子和绝热射频修饰壳层阱中的原子.在所有情况下，我们观察到几个共振边带间隔（频率）的间隔等于敷料频率，对应于敷料场启用的过渡。我们从理论上解释的微波光谱的主要特点，使用半经典模型在低场限制和旋转波近似碱类物种一般和$^{87}$ Rb原子特别是。作为一个概念的证明，我们演示了如何打扮原子系综的光谱信号，使敷料配置和探测微波场的准确测定。
2019-09-11 physics.atom-ph
High-resolution spectroscopy on cold electrically trapped formaldehyde
我们提出了精确的光谱电捕获甲醛（H $_2$ CO），展示了关键属性，这将使分子光谱前所未有的精度。我们的方法利用了一个微结构的电陷阱与均匀的领域在陷阱中心和旋转过渡与最小的斯塔克扩大在“魔术”偏移电场。使用通过光电西西弗斯冷却到低毫开尔文温度制度的分子，我们减少斯塔克展宽的$J=5\leftarrow4$（$K=3$）过渡在364 GHz远低于1 kHz，观察多普勒限制线宽下降到3.8 kHz，并确定与子kHz的不确定性的线的位置。我们的研究结果和明确的前景，甚至更窄的光谱铺平了道路，对不同的分子物种的陷阱精密光谱。
2018-07-17 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Stark spectroscopy of Rydberg atoms in an atom-ion hybrid trap
本文报道了原子-离子混合阱中超冷原子的里德堡光谱，用于探测原子和离子混合物中的电场。我们得到的光谱表现出激发间隙对应于避免在斯塔克地图的能级交叉。从这些测量中，我们可以得出结论，基态原子经历高达250 V/cm的电场。然而，解释结果存在困难，因为一些数据表明电场是由离子产生的，而另一些数据表明它们来自保罗陷阱。我们讨论了可能的情况下解释测量数据，提供第一次测量检查这些情况下，并提出方法，最终解决这个难题。
2019-01-30 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Spectroscopy, Manipulation and Trapping of Neutral Atoms, Molecules, and Other Particles using Optical Nanofibers: A Review
锥形光纤的使用，即，近年来，用于光谱学和检测少量粒子（例如中性原子或分子）的光学纳米纤维已经获得了发展。本文简要地介绍了光波导的结构、制作方法以及光模在波导中的传播.我们讨论了最近的进展，光学纳米纤维集成到激光冷却原子和蒸汽系统，特别注意光谱，冷原子云表征和光学捕获计划。接下来，将介绍这项工作自然延伸到分子。最后，我们考虑了几种替代光学纳米纤维，显示一些特定应用的优势。
2013-06-25 physics.atom-ph physics.optics
Fano Resonance in Excitation Spectroscopy and Cooling of an Optically Trapped Single Atom
本研究针对光阱中单中性原子的冷却需求，采用电磁感应透明（EIT）技术实现冷却，在荧光激发光谱中观测到Fano共振，最终温度达约6 μK，较偏振梯度冷却效果提升一倍。
2023-12-11 physics.atom-ph quant-ph
High fidelity manipulation of a qubit built from a synthetic nucleus
最近展示的$^{133}$ Ba $^+$的捕获和激光冷却已经为使用这种近乎理想的原子进行量子信息处理打开了大门。然而，在可以执行高保真量子比特操作之前，需要许多未知的状态能量。在这里，我们报告测量的$^2$ P $_{3/2}$和$^2$ D $_{5/2}$超精细分裂，以及$^2$ P $_{3/2}$ $\leftrightarrow$ $^2$ S $_{1/2}$和$^2$ P $_{3/2}$ $\leftrightarrow$ $^2$ D $_{5/2}$跃迁频率。使用这些转换，我们展示了高保真度$^{133}$ Ba $^+$超精细量子比特操纵与电子搁置检测基准量子比特状态制备和测量（SPAM）。使用单次阈值鉴别，我们测量了$\mathcal{F} = 0.99971(6)$的平均垃圾邮件保真度，比任何量子位的最佳报告性能提高了$\approx$ 2倍。
2019-07-31 physics.atom-ph quant-ph
Trapping and sympathetic cooling of single thorium ions for spectroscopy
精确的光学光谱学的外来离子揭示了准确的信息，如核性质的电荷半径和磁性和四极矩。钍离子表现出独特的核性质，与测试自然界的对称性高度相关。我们报告的负载和捕获的单个$^{232}$ Th $^+$离子在线性保罗陷阱，嵌入和同情冷却的小晶体的捕获$^{40}$钙$^+$离子。被捕获的Th离子以非破坏性的方式从晶体发射的激光诱导Ca荧光图案中的空隙中识别，或者，当从Paul阱提取离子并将它们引导到外部检测器中时，通过飞行时间信号识别。我们已经装载和处理了总共231个单独的Th离子。我们达到了$\gtrsim 95\, \%$的飞行时间检测效率，与检测器的量子效率一致。共振冷却技术有望应用于其他同位素和Th的各种电荷态，为进一步研究$^{229m}$ Th.
2018-07-16 physics.atom-ph quant-ph
Hyperfine Spectroscopy of Optically Trapped Atoms
我们对囚禁在远离共振光阱中的$^{85}$ Rb原子的超精细分裂进行了光谱研究。存在的空间依赖的移位的能级示出诱导固有的退相效应，这会导致光谱线的加宽，因此在一个更快的速率比均匀的自发光子散射所造成的原子相干性的非均匀损失。我们在这里提出了一些方法来减少这种不均匀的加宽，陷阱的几何形状，额外的激光场，和新颖的微波脉冲序列的基础上。然后，我们展示了如何超精细光谱可以用来研究光囚禁原子的量子动力学。
2004-09-28 cond-mat.soft nlin.CD physics.atom-ph
Echo spectroscopy and quantum stability of trapped atoms
研究了超冷的^{85}Rb原子在光偶极阱中的退相现象，该原子是通过与微波脉冲相互作用而制备的两个超精细基态的相干叠加态.我们证明，相移，测量的拉姆齐条纹对比度，可以通过刺激一个相干回波与两个π/2脉冲之间的π脉冲，在类比的光子回波。我们还证明了某些陷阱参数的回波失败是由于陷阱中的动力学，因此即使超过10^6个态被热填充，“回波光谱”也可以用于研究陷阱中的量子动力学，并研究从量子（动力学退相干被抑制）到经典动力学的交叉。
2002-08-08 nlin.CD physics.atom-ph quant-ph
Two-color Ytterbium MOT in a compact dual-chamber setup
提出一种紧凑型双腔装置制备超冷镱原子的双色MOT方案，利用2D MOT与3D MOT结合宽窄跃迁实现高效原子积累与冷却，并发现三重态布居使俘获原子数翻倍。
2024-12-09 physics.atom-ph quant-ph
Direct spectroscopy of the $^2$S$_{1/2}-^2$P$_{1/2}$ and $^2$D$_{3/2}-^2$P$_{1/2}$ transitions and observation of micromotion modulated spectra in trapped \Ca
我们提出了一个实验方案，执行光谱的$^2$ S $_{1/2}-^2$ P $_{1/2}$和$^2$ D $_{3/2}-^2$ P $_{1/2}$跃迁在\Ca。通过在两个跃迁之间快速切换激光，我们规避了暗共振和多普勒加热的复杂性。我们应用这种方法直接观察两个跃迁的微动调制荧光光谱，并测量微动调制指数对陷阱频率的依赖关系。测量时间为10分钟，我们可以检测到的中心频率的偶极子跃迁的精度为200 kHz的顺序，即使在存在强烈的微动。
2013-12-30 physics.atom-ph quant-ph
Precise Feshbach resonance spectroscopy using tight anharmonic traps
费什巴赫共振是超冷原子实验中必不可少的控制工具。然而，对于复杂的原子物种，共振的理论表征变得具有挑战性。对于紧密间隔的共振，三体损耗的测量不能提供足够的分辨率来区分它们。由于这个原因，被困孤立原子的共振光谱正在成为最先进的状态。在这里，我们表明，捕获的原子在一个双阱势，如光晶格或一对光镊，不仅可以精确表征的共振位置和宽度，而且其磁极强度，提供有价值的信息有关的原子结构相关的后续多体研究。
2019-09-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Rotational spectroscopy of cold, trapped molecular ions in the Lamb-Dicke regime
被囚禁离子的交感冷却已经被确立为一种用于操纵非激光冷却离子的强大技术（Raizen 1992，Waki 1992，Bowe 1999，Barrett 2003）。对于分子离子，它承诺大大提高光谱分辨率和准确性。然而，到目前为止，这一潜力仍未得到开发，由于即使在最低可实现的平移温度下，离子簇中也存在残余多普勒展宽，因此实现的最佳分辨率在分数上并不优于$5\times10^{-8}$（Bressel 2012）。在这里，我们介绍了一个通用的和可访问的方法，使多普勒自由旋转光谱。它利用了分子离子在线性四极阱中被捕获和结晶时的强径向空间限制，为旋转跃迁提供了Lamb-Dicke机制。我们实现了$1\times10^{-9}$分数和$1.3~\textrm{kHz}$绝对，$50$和近$3\times10^{3}$，分别比其他方法的改进的线宽。系统不确定度为$2.5\times10^{-10}$。作为一个应用程序，我们展示了最精确的测试$\textit{ab initio}$分子理论和最精确的（$1.3~\textrm{PPB}$）光谱测定的质子质量。这些结果代表了激光冷却原子离子团簇的无多普勒微波光谱学（Berkeland 1998）向更高光谱频率和分子的长期延伸。这种方法可以对分子进行大范围的高精度测量，包括旋转和振动跃迁。
2018-02-09 physics.atom-ph quant-ph
Continuous cloud position spectroscopy using a magneto-optical trap
Van der Waals-Zeeman Institute, Institute of Physics, University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学范德瓦尔斯-泽曼研究所物理学院）；Toptica Photonics SE（托普卡光子股份公司）；VSL National Metrology Institute（荷兰国家计量研究所）；QuSoft
该研究提出一种连续光谱技术，实现低于自然跃迁线宽的频率灵敏度，同时保持数百倍更大的锁定范围，通过优化频率梳实现高精度频率参考。
2026-02-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Trapped-Ion State Detection through Coherent Motion
我们展示了一个一般的方法，可以应用于一个大类的原子和分子物种的状态检测的被困离子。我们耦合一个“光谱”离子（Al+）的“控制”离子（Mg+）在同一个陷阱，并通过非共振激光激发的光谱离子，诱导相干运动进行状态检测。运动幅度，取决于光谱离子状态，测量或者通过时间分辨光子计数，或通过解决边带激发控制离子。第一种方法提供了一种简单的方法来区分Al+中的“时钟”状态，这避免了基态冷却和边带跃迁。第二种方法减少了自发发射和光谱离子上的光泵浦，我们通过非破坏性区分Al+的1S0基态中的塞曼子能级来证明这一点。
2011-12-09 physics.atom-ph quant-ph
Spectroscopy of a synthetic trapped ion qubit
$^{133}\text{Ba}^+$由于其自旋1/2核和可见波长电子跃迁的独特组合而被认为是量子信息处理的吸引离子。使用微克放射性物质源，我们在射频离子阱中捕获并激光冷却合成的$A$ = 133钡II放射性同位素。使用相同的，单一的被困原子，我们测量的同位素位移和超精细结构的$6^2 \text{P}_{1/2}$ $\leftrightarrow$ $6^2 \text{S}_{1/2}$和$6^2 \text{P}_{1/2}$ $\leftrightarrow$ $5^2 \text{D}_{3/2}$电子跃迁所需的激光冷却，状态准备和状态检测的时钟状态超精细和光学量子比特。我们还报告了$6^2 \text{P}_{1/2}$ $\leftrightarrow$ $5^2 \text{D}_{3/2}$电子跃迁同位素位移的稀有$A$ = 130和132钡核素，完成了激光冷却所有长寿命钡II同位素所需的光谱表征。
2017-05-26 physics.atom-ph quant-ph
Analysis of the frequency shift in coherent population trapping resonance's dynamic continuous-wave spectroscopy at the phase-jump modulation and its comparison with the conventional approach
P. N. Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院列别杰夫物理研究所）
研究相位跳跃调制下相干布居俘获共振的动态连续波光谱，发现基态密度矩阵元素非各向同性弛豫导致误差信号频率非线性位移，并与传统谐波调制方法比较，显示高频调制下频率位移更线性。
2026-06-24 physics.atom-ph quant-ph
