Superradiant lasing in inhomogeneously broadened ensembles with spatially varying coupling
超辐射激光对光钟跃迁的理论研究预言了与裸原子线宽密切相关的极好的频率准确度和精度。当激光模式的光谱宽度比原子介质的光谱宽度大得多时，这种超辐射激光器对腔波动也是鲁棒的。最近的预测表明，这种独特的功能仍然存在，即使是一个热的，因此强烈增宽的合奏，提供有效的原子数是足够大的。在这里，我们使用二阶累积量展开的方法来研究这样的超辐射激光的功率，线宽和线位移的函数的非均匀宽度的合奏，包括空间原子内的谐振腔场耦合的变化。我们提出的条件上的原子数，泵浦和耦合强度所需的集体原子的相干性，以及可实现的激光线宽的缩放和限制的建设。
2021-10-29 quant-ph
Lasing without inversion in a closed four-level system
我们在一个封闭的四能级原子系统中显示了没有粒子数反转的激光，该系统在激光发生的跃迁处不再是非相干泵浦的。四能级系统克服了典型的三能级系统中的一些限制，而且在没有热辐射场反演条件或自发衰变率反演条件的情况下也有可能实现激光。我们发现当探测光场的失谐量等于相干耦合光场的失谐量时，随着失谐量的增加，存在一个峰值。为了解释这一现象，我们提出了三能级原子系统与两个相干光场相互作用时，存在绝热和非绝热受激拉曼过程，从而存在两种影响探测光场变化的机制。我们相信，它可以解释更一般的激光没有反转过程，因为量子相干场诱导的干涉。
2005-12-01 quant-ph
Random Lasing in an Inhomogeneous and Disordered System of Cold Atoms
我们考虑光捕获在由冷碱金属原子组成的放大介质中，原子气体起着散射和增益介质的双重作用。我们进行蒙特卡罗模拟的组合过程。在某些不均匀分布的组态中，这导致了冷原子气体中的不稳定行为和随机激光的特征。
2015-12-07 physics.atom-ph quant-ph
Entanglement of Atomic Ensembles by Trapping Correlated Photon States
我们描述了一个一般的技术，允许光场和亚稳态的物质之间的量子相关性的理想转移。该技术基于在相干驱动的原子介质中捕获光子的量子态，其中群速度被几何地降低到零。我们讨论了它在量子态存储、压缩原子态的产生、纠缠原子系综的制备和量子信息处理等方面的应用。
1999-12-10 quant-ph
Lasing and cooling in a hot cavity
本文提出了一个多原子耦合单腔模的微观激光模型，包括原子与光场动量交换产生的光力。在半经典描述中，我们求解原子运动和内部动力学方程，以获得每个原子所看到的光学势和摩擦力的解析表达式。当光增益在光场从原子运动中提取动能的频率处最大时，动力学结合了光激射和运动冷却。从相应的动量扩散系数，我们预测的子多普勒温度在静止状态。这将腔增强激光冷却理论推广到有源腔系统。我们确定增益引起的有效谐振腔线宽的减少作为更快的冷却和更低的温度的关键起源，这意味着具有增益介质的坏腔可以取代高Q腔。此外，这表明了在低温极限下，光力对气体激光器的重要性，在低温极限下，原子可以以周期性图案排列，从而最大化增益并抵消空间烧孔。最终，在低温极限下，这样的设置应该允许在单个设备中组合光学激光和原子激光。
2006-03-21 quant-ph
Correlated steady states and Raman lasing in continuously pumped and probed atomic ensembles
基于法拉第相互作用的光探测自旋极化原子系综是量子精密测量和量子信息处理中众多应用的通用平台。在这里，我们考虑一个连续的光泵浦和探测碱金属原子系综。由于光子在大光学深度处的集体散射，原子的稳态并不像通常假设的那样对应于不相关的张量积态。考虑到原子的多能级结构，我们引入了一种自洽的方法来近似包括对关联的稳态。我们发现和表征制度的拉曼激光，类似于超辐射激光器的模型。我们确定的光谱的集体散射的光子，这也表征的相干时间的集体自旋激发的顶部的固定相关的平均场状态，相关的应用在计量学和量子信息。
2022-05-10 physics.atom-ph quant-ph
Self-ordering, cooling, and lasing in an ensemble of clock atoms
本文研究光腔内时钟原子系综在横向驱动下的自组织与光发射，用二阶累积量展开计算光谱，揭示棋盘格自组织阈值、冷却与类激光发射机制。
2024-12-30 quant-ph
Observation of lasing without inversion in a hot rubidium vapor under electromagnetically-induced transparency conditions
在光腔中，在电磁感应透明（EIT）条件下，我们观察到热铷原子气体中的无反转连续激光。该介质由单个"耦合“光束相干地和共振地泵浦，该光束也在激光跃迁中产生EIT。稳态强度的阈值作为原子密度和耦合光束的强度的函数。一个有效的三能级λ系统的理论模型表明，增益无反转是可能的，在这个系统中，如果两个基态耦合的去极化碰撞，如果衰变分支比满足一定的条件。
2008-06-24 quant-ph
Lasing and high temperature phase transitions in atomic systems with dressed state polaritons
研究了腔中高密度二能级原子与泵浦光场非共振相互作用系统中的高温相变基本问题。在原子缀饰态（DS）布居热化的框架下研究了OCs。在强原子-场耦合条件下，我们分析了原子DSs热化过程导致的序参量代表腔模实振幅时的磁平衡超辐射相变问题。这种转变也与发生在腔中的低支（LB）DS-极化激元的凝聚（相干）特性有关。为了描述非平衡相变，我们导出了能解释腔衰减率、碰撞衰减率和自发发射的类Maxwell-Bloch方程。本文详细研究了抽运场与原子跃迁频率正失谐和负失谐时，利用原子DS能级跃迁到激光场形成的各个方面。结果表明，对于正的原子光失谐量，在准平衡态DS布居存在的情况下，可以获得DS激光，这种情况对应于在非共振极限下具有反转的真实二能级原子系统。
2013-11-17 physics.optics quant-ph
Fully Collective Superradiant Lasing with Vanishing Sensitivity to Cavity Length Vibrations
JILA, NIST, and Department of Physics, University of Colorado（科罗拉多大学物理系、NIST 和 JILA）；Physikalisches Institut, University of Bonn（波恩大学物理研究所）
本文提出通过辅助腔耦合实现集体泵浦过程，解决原子钟连续波主动激光器中自发辐射的寄生加热问题，实现低至10^-14/g量级的谐振腔振动灵敏度。
2025-06-13 quant-ph
Detection of atomic entanglement and electromagnetically induced transparency in velocity-selective coherent population trapping
本文从理论上研究了用激光冷却方法--速度选择相干布居俘获冷却后原子气体的光学性质。我们证明了弱激光脉冲的应用引起的后向散射脉冲，这是一个原子系统中的纠缠的直接信号，并导致在少光子水平上的单粒子纠缠。如果脉冲与泵浦激光一起施加，则也显示电磁感应透明现象。我们认为这种效应在铷原子气体中是可以观察到的。
2005-01-18 quant-ph
Universal trapping law induced by atomic cloud in single-photon cooperative dynamics
研究了玻色浴耦合的二能级量子发射体系统的单光子合作动力学。玻色子浴是一般的，它可以是任何东西，只要量子发射体和浴之间的激发交换存在。在这些系统中，发现由于系统暗态的存在，激发态上的粒子布居遵循简单而普遍的俘获规律。与光发射体缀饰态所导致的囚禁不同，这种囚禁只与量子发射体的数目有关。根据俘获定律，当发射体数目足够大时，这类体系中单光子水平的合作自发发射普遍受到抑制。
2019-11-12 quant-ph
Directional bistability and nonreciprocal lasing with cold atoms in a ring cavity
我们用冷原子气体作为增益介质，演示了环形腔中反向传播模的激光。激光器在没有附加场的磁光捕获的通常条件下工作。我们表征了激光器的阈值行为，并测量了二阶光学相干性。激光发射表现出定向双稳态，顺时针和逆时针模式之间随机切换，观察到的原子沿腔轴位移的可调谐的非互易性。
2018-10-22 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Simultaneous Trapping of Two Optical Pulses in an Atomic Ensemble as Stationary Light Pulses
稳态光脉冲是指由两个反向传播的驱动场在原子系综中产生的零群速度光脉冲。尽管光脉冲在没有腔的原子介质中被捕获的独特性，但由于严格的SLP相位匹配条件，迄今为止对SLP的观测仅限于捕获单个光脉冲，这严重阻碍了基于SLP的应用的发展。在本文中，我们首先从理论上表明，SLP过程实际上支持两个相位匹配的条件，然后我们利用实验结果证明同时SLP捕获的持续时间从0.8 $μ$ s到2.0 $μ$ s的两个光脉冲。通过从SLP捕获状态的释放效率测量获得的特征耗散时间为1.22 $μ$ s，其对应于$2.9\times 10^9$的有效Q因子。我们的工作有望在光子-光子相互作用、空间多模相干量子存储、奇异光子气体态的产生等方面带来有趣的应用。
2022-08-24 quant-ph
Quantum statistics of a single-atom Scovil-Schulz-DuBois heat engine
研究了Scovil和Schulz-DuBois（SSDB）提出的单原子量子热机的激光输出统计特性。在这个热机模型中，单个三能级原子与光腔强耦合，同时与冷热热浴接触。我们推导了这种热机模型的全量子激光方程，并得到了低于和高于激光阈值的光子数分布。随着热浴温度的升高，粒子数反转，产生激光。然而，我们注意到，如果热浴温度继续增加，原子的衰变率也会增加，这会削弱激光增益。结果，在热浴的非常高的温度处出现另一个临界点，在该临界点之后，输出光再次变成热辐射。为了避免这种双阈值行为，我们引入了一个四能级热机模型，其中原子衰变率不依赖于热浴温度。在这种情况下，激光阈值更容易实现，并且双阈值行为消失。
2017-12-08 quant-ph
Nanoscale Mirrorless Superradiant Lasing
该研究预测了密集纳米级原子发射体在无光学谐振腔条件下，通过偶极-偶极耦合实现集体超辐射激光，并发现非泵浦原子比例可显著增强辐射并窄化谱线，为极简光学频率参考提供新方案。
2025-09-25 physics.optics quant-ph
Quantum Catcher: Trapping and cooling particles using a moving atom diode and an atomic mirror
提出了一种原子冷却的理论方案，即压缩运动粒子的速度和位置分布。这是通过粒子与移动的原子镜和移动的原子二极管的组合的碰撞来实现的。原子二极管是一种单向势垒，即原子只能在一个方向上通过的光学器件。我们表明，该计划的效率取决于二极管和反射镜的轨迹。我们研究了该方案的经典和量子力学描述，以及数值模拟，以显示在每种情况下的效率。
2017-11-03 quant-ph
Population trapping in the one-photon mazer
研究了单光子脉泽中的布居囚禁现象。为了达到这个目的，我们用缀饰态坐标形式来描述马泽理论，简化了原子布居数、腔光子统计以及反射和透射几率的表达式。在布居囚禁条件下，给出了原子散射新性质的证据。实验问题和可能的应用进行了讨论。
2003-02-19 quant-ph
PT Symmetry, induced mechanical lasing and tunable force sensing in a coupled-mode optically levitated nanoparticle
本研究从理论上探究光学悬浮耦合模纳米颗粒的PT对称特性，证实非对称光学势调制可实现PT对称机械行为与诱导机械激射，并可构建可调谐超灵敏力传感，推进了悬浮振荡器相干操控及传感应用研究。
2024-04-17 physics.optics quant-ph
Continuous momentum state lasing and cavity frequency-pinning with laser-cooled strontium atoms
本文利用连续加载到环形腔中的激光冷却$^{88}$Sr原子，实现了长达数小时的连续动量态激射，并通过原子损失机制将激射频率对腔频率变化的敏感度抑制了120倍，为连续腔QED量子模拟和超辐射激光器开辟了新路径。
2024-05-31 physics.atom-ph quant-ph
Trapping a Free-propagating Single-photon into an Atomic Ensemble as a Quantum Stationary Light Pulse
有效的光子-光子相互作用是实现量子信息处理的关键因素之一。然而，由于光子的玻色子性质，相互作用通常必须通过原子介质介导，并且与效率密切相关的相互作用时间取决于原子-光子相互作用的性质。虽然电磁感应透明效应确实提供了光子量子存储的可能性，但它并没有增加相互作用时间，因为它将光子态完全映射到原子态。相反，稳态光脉冲（SLP）效应将光子态捕获在群速度为零的原子介质中，从而打开了增强相互作用时间的可能性。在这项工作中，我们报告的第一个实验演示捕获一个自由传播的单光子到冷原子系综通过量子SLP（QSLP）过程。我们的结论是，单光子态的量子特性保持良好的QSLP过程中。我们的工作为有效的光子-光子相互作用，奇异光子态和光子系统中的多体模拟铺平了道路。
2022-08-16 quant-ph
Lasing on a narrow transition in a cold thermal strontium ensemble
基于窄原子跃迁的高稳定激光源为直接产生稳定和精确的光学频率提供了一个有前途的平台。在这里，我们研究了一个简单的系统在高温制度的冷原子。在mK温度下的$^{88}$ Sr的热系综和中等精细度腔之间的相互作用产生强的集体耦合，并促进高原子相干性，这导致在偶极禁戒的$^1$ S $_0 \leftrightarrow ^3$ P $_1$跃迁上产生激光。我们从实验和理论上研究了这种系统的激光阈值和演化，并研究了无约束系综中的退相干效应。我们使用Tavis-Cummings模型对系统进行建模，并描述了原子的速度依赖动力学以及对腔失谐的依赖性。
2019-11-19 physics.atom-ph quant-ph
Dressed-State Approach to Population Trapping in the Jaynes-Cummings Model
本文从缀饰态的观点分析了Jaynes-Cummings模型中的原子布居俘获现象。从一个任意的，纯的初始原子场态的部分或全部捕获发生的一般条件得到的形式绑定到原子反转的变化。更一般地说，它被发现，在存在初始原子或原子场的相干性的人口动力学不受场的初始光子分布，但由一个“加权dressedness”的分布特征的联合原子场状态。特别是，在反演中的个别复苏可以分析地描述为良好的近似分布，即使在大人口陷阱的限制。这一结果是通过对Fleischhauer和Schleich [Phys. Rev. A { \bf 47}，4258（1993）]开发的用于分析描述复苏的泊松求和公式方法的推广而获得的。
1999-04-16 quant-ph
A quantum model for collective recoil lasing
自由电子激光（FEL）和集体原子反冲激光（CARL）都是用同一模型的经典方程描述的。通过耦合到自洽辐射场的薛定谔方程将这些方程推广到描述粒子运动的量子域。该模型依赖于一个单一的集体参数$\bar ρ$，它表示每个粒子发射的光子的最大数量。我们证明了经典模型在极限$\bar ρ\gg 1$下是可以恢复的，其中与薛定谔方程相关的Wigner函数服从经典的Vlasov方程.相反，对于$\bar ρ\le 1$，得到了一个新的量子机制，其中自由电子激光和CARL都表现为一个耦合到自洽辐射场的两态系统，并由Maxwell-Bloch方程描述。
2004-07-15 quant-ph
Raman process under condition of radiation trapping in a disordered atomic medium
我们考虑在碱金属原子的无序介质中，当散射模被捕获在一个封闭的跃迁上时，拉曼过程的发展。我们的理论分析，基于数值模拟的Bethe-Salpeter方程的光关联函数，其中包括所有的塞曼状态和光偏振，让我们跟踪受激放大以及与逆反斯托克斯散射通道相关的损失。我们讨论了可能的条件时，这个过程可以接近不稳定点，并进入制度的随机激光。
2014-06-24 physics.atom-ph quant-ph
Spin Squeezing Induced Enhancement of Sensitivity of an Atomic Clock using Coherent Population Trapping
相干布居俘获（CPT）效应被用于制作紧凑型原子钟。有两种类型的CPT时钟：一种是连续施加拉曼光束，另一种是施加由暗周期分开的两个CPT脉冲（拉姆齐方案）。很明显，自旋压缩技术只能用于Ramsey CPT钟，以提高灵敏度。然而，如何使使用单轴扭曲压缩（OATS）的微波时钟的协议适应CPT时钟并不明显，因为Ramsey CPT时钟并不等同于Ramsey微波时钟。在本文中，我们明确地显示了如何适应两个协议使用OATS，即薛定谔猫状态协议（SCSP）及其推广，和回声压缩协议（ESP），CPT时钟。ESP将相移放大（N/e）的平方根倍，而SCSP将相移放大N/2倍，使其能够在存在过量噪声的情况下实现更高的灵敏度。
2022-07-01 quant-ph
Using Quantum Coherence to Enhance Gain in Atomic Physics
原子分子物理中的量子相干性和干涉效应由于其有趣的反直觉物理性质和潜在的重要应用而得到了广泛的研究。在这里，我们提出了一个这样的应用程序，使用量子相干性，以产生和增强增益的极紫外（XUV）（在氦气中的@58.4nm）和红外（在铷中的@794.76nm）的电磁辐射制度。我们表明，使用适度的外部相干驱动，在最佳条件下，可以实现激光脉冲的能量的大幅增强。我们还讨论了一致性的作用。本文件的目的是教学对这个问题的相干增强激光。
2013-03-08 physics.atom-ph quant-ph
Collective coherent population trapping in a thermal field
分析了在宽带热场诱导的退相干过程影响下，三能级原子基态叠加态的相干布居囚禁效率。我们证明了在单个原子中，当原子跃迁受热场影响时，不存在完美的CPT。当两个原子跃迁中只有一个受热场影响时，可能出现理想的CPT。在两个原子跃迁都受到热场影响的情况下，我们证明了无论热场的强度如何，原子的集体行为都可以避免对CPT的破坏作用。得到了原子上能级布居数的解析表达式，它可以被看作是热退相干水平的度量。结果表明，原子间的集体相互作用可以显著增强粒子的布居捕获，即原子数越多，上能级的布居越少。用半经典缀饰原子模型解释了这一现象的物理根源。通过证明多原子集体（纠缠）态的存在性，引入了多原子集体相干布居囚禁的概念，其存储容量大于独立原子的等效态的存储容量。
2006-06-01 quant-ph
Extreme sub-wavelength atom localization via coherent population trapping
我们展示了一个原子本地化计划的基础上监测的原子相干性。我们考虑了原子在一个Lambda组态中的跃迁，其中控制场是一个驻波场。探测场和控制场在两个基态之间产生相干。我们表明，这种相干性具有相同的条纹图案所产生的法布里-珀罗干涉仪，从而测量原子的相干性将本地化的原子。有趣的是，腔精细度的作用是由泵浦和探测的强度之比所起的。这实际上是获得极端亚波长局部化的原因。我们提出了几种方法来监测产生的本地化。
2005-09-06 quant-ph
Radiation trapping in coherent media
我们表明，塞曼相干的有效衰减率，产生在Rb 87蒸汽线偏振激光，原子密度显着增加。我们将这种现象解释为辐射俘获的结果。我们的研究表明，辐射捕获必须考虑到充分理解许多电磁感应透明实验与光学厚介质。
2001-01-31 quant-ph
Phase-locked bi-frequency Raman lasing in a double-$Λ$ system
我们证明了利用双频场泵浦的双$Λ$系统实现两个不同频率的同时拉曼激光是可能的。拉曼激光器彼此锁相，并且拍频匹配两个亚稳态基态之间的能量差。与传统的拉曼激光器类似，锁相拉曼激光对被期望是亚光速的。因此，预期其对腔长度的扰动高度稳定，并且具有远低于常规激光器的量子噪声限制线宽。由于这些特性，锁相拉曼激光对可能在精密计量学中找到重要的应用，包括原子干涉测量和磁力测量。为了阐明这种激光对的行为，我们开发了一个分析模型，描述了一个双$Λ$系统中的受激拉曼相互作用，使用一个有效的2能级跃迁。只要激发态遵循基态，近似是有效的，数值模拟验证。有效的模型被用来确定双频拉曼激光过程的最佳操作条件。这个模型也可能被证明在双$Λ$系统的其他潜在应用中是有用的，包括产生压缩光和空间孤子。
2018-03-14 quant-ph
High contrast resonances of the coherent population trapping on sublevels of the ground atomic term
以铯原子Doppler展宽D ~ 2谱线组成的非封闭三能级Λ系统为例，在对向传播的双频激光辐射作用下，探测单色光透射时出现的窄的、高对比度的相干布居俘获共振，并进行了分析。这些非平凡共振直接由Λ-系统的确定的下能级上的俘获原子布居数决定，可用于原子频标、灵敏磁力计和原子和分子的高分辨激光光谱学。
2012-01-25 physics.atom-ph quant-ph
Lasing at arbitrary frequencies with atoms with broken inversion symmetry and an engineered electromagnetic environment
为了设计一种新的激光方案，我们考虑了一个与电磁场既有横向耦合又有纵向耦合的二能级系统。如果纵向耦合足够强，则多光子跃迁成为可能。我们进一步假设电磁环境具有一个单一的尖锐共振，作为一个激光腔的频谱。另外，电磁环境应该在不同于尖锐谐振的频率周围具有非常宽的谐振。我们利用极化子变换导出了描述该系统动力学的速率方程。我们发现，如果原子跃迁的能量差近似于谱函数中两个峰的频率之和，则在锐模频率处的激光是可能的。这允许在大的频率范围内产生激光，并且可以在室温下实现THz激光。
2016-01-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Theory for Raman superradiance in atomic gases
提出了一种具有反冲效应的拉曼超辐射（SR）的平均场论，恢复了典型的SR特征，如强度与原子数的二次关系和时间尺度与原子数成反比.与最近的实验和理论的瑞利SR和集体原子反冲激光（CARL）的比较。反冲的作用被证明是在原子相干性的衰减和打破的对称性的SR端射模式。
2005-08-05 quant-ph
Trapping Effects in Quantum Atomic Arrays
量子发射体，特别是具有亚波长晶格常数的原子阵列，已经被提出是研究光子与电偶极子之间相互作用的理想平台。在最近的实验[1]的启发下，我们发展了一种利用深光晶格中原子的湮灭和产生算符的微观量子处理方法。利用Keldysh轮廓上的图解方法，我们导出了光的合作散射，并得到了$S$矩阵的一般公式。我们应用我们的方法来研究的陷阱效应，这是超越以前的治疗与自旋算子。如果光晶格是由具有神奇波长的光场形成的，则结果与先前使用自旋算符的结果相匹配。当原子处于基态和激发态的俘获势之间不匹配时，原子镜变得不完美，在光学响应中具有多个共振。我们进一步研究了大而有限的捕获频率的反冲效应。我们的结果与现有的实验结果是一致的。
2022-01-04 cond-mat.quant-gas quant-ph
Effect of depolarizing and quenching collisions on contrast of the coherent population trapping resonance
本研究探究缓冲气体对87Rb原子相干布居囚禁共振的影响，发现惰性气体的对比度高于氮气，且中等温度下消除自发辐射不会显著减小线宽，为原子钟的缓冲气体选择提供了参考。
2023-05-01 quant-ph
Feasibility of UV lasing without inversion in mercury vapor
我们研究了利用汞蒸气中的相互作用暗共振在波长为$253.7$ nm处无反转紫外激光的可行性。我们的理论分析从所有相关的13个原子能级的辐射阻尼光学布洛赫方程开始。考虑到驱动激光器的技术相位噪声，这些主方程被推广。由多普勒展宽的复极化率，我们从半经典激光理论得到了稳态输出功率。驱动高斯激光束的有限重叠定义了椭圆形非均匀增益分布。因此，我们用傅里叶光学自洽地计算了环形激光器的腔内光场。这一分析证实了紫外激光的可行性，并揭示了其依赖于实验参数。
2014-06-27 physics.optics quant-ph
Isotope-selective Ion Trapping via Sympathetic Cooling using a Surface-Electrode Trap with a Hole for Collimated Atomic Loading
Graduate School of Engineering Science, Osaka University（大阪大学工学研究科）；Institute for Integrated Radiation and Nuclear Science, Kyoto University（京都大学辐射核科学综合研究所）；National Institute of Information and Communications Technology（信息通信研究机构）；Center of Quantum Information and Quantum Biology, Osaka University（大阪大学量子信息与量子生物学中心）
通过表面电极陷阱的孔进行协同冷却实现同位素选择性离子捕获，用于高效制备同位素离子对和离子链。
2025-05-08 physics.atom-ph quant-ph
Trapping of Single Atoms with Single Photons in Cavity QED
两个最近的实验已经报道了通过与单个光子相关联的机械力将单个原子捕获在光学谐振器内[Hood等人，Science 287，1447（2000）和Pinkse等人，Nature 404，365（2000）]。在这里，我们分析了这些设置中的捕获动态，重点关注两个兴趣点。首先，我们调查的程度，在这些实验中的光诱导力是不同于他们的自由空间同行。其次，我们探讨了由此产生的原子运动的定量特征，以及这些动力学如何映射到腔内场的变化。毫不奇怪，随着耦合率和耗散率的变化，质量上不同的原子动力学就会出现。对于Hood等人的实验，我们发现原子的运动在很大程度上是保守的，并且主要是在横向于腔轴的径向轨道上。与自由空间理论的比较表明，偶极力的波动被抑制了一个数量级。这种效应基于原子-腔系统的Jaynes-Cummings本征态，代表了单光子水平上光学力的定性新物理。相比之下，即使在Pinkse等人的实验中，在自由空间理论和量子理论之间只有很小的定量区别，因此不清楚是否有必要将该实验描述为新颖的单量子俘获效应。原子运动是强烈的扩散，导致平均本地化时间相当于一个原子自由地通过腔体的时间和减少的能力来推断方面的原子运动从腔内光子数。
2000-10-11 quant-ph
Influence of the atomic-wall collision elasticity on the coherent population trapping resonance shape
本文从理论上研究了窄激光束照射下无缓冲气体圆柱形池中相干布居俘获共振的形成。我们考虑到非零概率的弹性（“镜面”）和非弹性（“粘”）原子和细胞壁之间的碰撞。我们已经开发了一个理论模型的基础上平均的随机拉姆齐脉冲序列的时间，原子花在光束和。结果表明，相干布居数俘获共振线的形状取决于弹性碰撞的几率。
2011-12-06 physics.atom-ph quant-ph
Collapse-revivals and population trapping in the m-photon mazer
本文研究了超冷二能级原子与电磁腔相互作用引起的原子布居数变化中出现的回复斑图，这种作用与原子的$m$ -光子跃迁（$m$ -光子脉泽）共振有关.特别是，sech $^2$和高斯腔模式的配置文件被认为是和差异的反射复兴模式的报告。$m$ -光子脉泽的量子理论是在缀饰态坐标形式的框架下写成的。对于原子-光场系统的任意初始态，给出了原子布居数、腔光子统计以及反射和透射几率的简单表达式。给出了抑制$m$ -光子脉泽中光子回复的布居捕获现象的证据。
2000-05-02 quant-ph
Complete energy conversion between light beams carrying orbital angular momentum using coherent population trapping for a coherently driven double-Λatom-light coupling
提出了一种在双Λ原子-光耦合的冷原子云中实现轨道角动量激光脉冲之间完全能量转换的方法。一对共振的空间相关的控制场使原子处于位置相关的相干布居囚禁态，而一对弱得多的涡旋探测光束在相干驱动的原子介质中传播。利用绝热近似，导出了探测光束的传输方程。我们考虑的情况下，第二个控制字段是不存在的原子云的入口处和第一个控制字段在原子介质的结束时变为零。在这种情况下，入射涡旋探测光束可以将其OAM转移到生成的探测光束。我们表明，这种能量转换的效率接近绝热条件下的单位。另一方面，通过使用空间独立的控制场分布，最大转换效率仅为1/2。
2019-07-11 quant-ph
An alternative realization of spontaneous emission cancelation via Field Generated Coherence (FGC)
与传统的自发产生相干（SGC）方法不同，提出了一种基于场产生相干（FGC）的自发发射消除原子方案。在这种四场驱动的五能级原子系统中，易于实现外部可控的实验囚禁条件。因此，由于FGC的钠D2线的上三个紧密间隔的超精细衰变状态的集合的中心修饰的\emph{bare-energy-state}的衰变在捕获条件下被完全抵消，表现出\textit{dark bare-energy-state} %的新现象。扩展到简单概率损失的原子系统，基于钠D1线，明亮的原子也可以在其捕获条件下变暗，代表另一种实验上可行的，新颖的和有趣的现象。
2013-03-21 quant-ph
Positronium Laser Deceleration, Cooling and Trapping
University of Innsbruck（因斯布鲁克大学）
本研究数值模拟了正电子素束的多普勒激光减速、冷却与囚禁，证实了在标准几何下可同时实现减速、冷却和光学囚禁，所需激光参数在当前技术可达范围内，为超冷正电子素及玻色-爱因斯坦凝聚体的制备奠定基础。
2026-09-29 quant-ph
Addition to the dynamic Stark shift of the coherent population trapping resonance
Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University (SPbPU)（彼得大帝圣彼得堡理工大学）
本文提出了一种分析模型，研究双色激光与非共振跃迁相互作用时相干人口束缚共振的动态史塔克位移变化，揭示了额外位移的产生机制及其对共振形状和灵敏度的影响。
2026-01-15 quant-ph
Decoherence of cold atomic gases in magnetic micro-traps
在考虑阱势激发态的情况下，推导了一个描述原子云在原子-芯片阱中退相干的模型。我们用这个模型来研究单个阱和一对阱的退相干，形成一个原子干涉仪的两个手臂。包括捕获电势的离散谱产生具有退相干速率$Γ$的退相干机制，其像$Γ\sim 1/r_0^4$那样随着从陷阱最小值到线的距离$r_0$而缩放。
2003-05-13 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum interference in optical fields and atomic radiation
本文讨论了光束中的量子干涉效应与原子系统辐射场之间的联系。我们通过研究光场和原子偶极矩的一阶和二阶关联函数来说明这种联系。我们探讨的发射系统之间的相关性的作用，并提出了实施两个系统与非正交的偶极矩的实际方法的例子。我们还导出了两原子系统中量子干涉和控制自发发射的一般条件。讨论了布居陷阱与暗态的关系。此外，我们还提出了自发发射消除、暗跃迁放大、荧光猝灭和相干布居俘获的量子缀饰原子模型。
2001-09-20 quant-ph
Magnetic Field-controlled Transmission and Ultra-narrow Superradiant Lasing by Dark Atom-light Dressed States
超冷锶-88原子的光晶格钟系统已被用来演示超辐射激光和磁场控制的光传输。我们用三能级原子与单腔模耦合的严格模型从理论上解释了这些现象。我们确定了一类暗原子光修饰态，这是由于在磁场的存在下与亮修饰态混合而变得可访问的。我们预测，这些状态下，适度的非相干泵浦，导致激光的线宽只有几十赫兹，数量级小于腔线宽和原子的非相干衰减和泵浦速率。
2020-03-18 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Atomic excitation trapping in dissimilar chirally-coupled atomic arrays
本文理论研究了非相似手性耦合原子阵列界面处的激发动力学，发现通过调节粒子间距和非互易耦合方向性可实现激发反射，并设计了多重区域实现原子激发捕获，为量子寄存器控制提供启发。
2024-01-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optomechanical cooling and self-trapping of low field seeking point-like particles
在空间相关的光场中的原子被吸引到局部强度最大值或最小值，这取决于光和原子共振之间的频率差的符号。在开放的高Q光腔中，原子与光场的反作用产生耗散的动态光机械势，可以用来冷却和囚禁原子。将高场搜索器的传统情况扩展到蓝原子场失谐的制度，其中粒子是低场搜索，我们表明，固有的非线性原子场动力学仍然可以定制为冷却和陷阱接近零场强度。研究场的强度，粒子的本地化和动能腔驱动或泵的粒子从侧面，我们确定最佳的参数制度，亚多普勒冷却来捕获和最小的原子饱和。
2019-02-15 quant-ph
Bose-Einstein condensates with attractive 1/r interaction: The case of self-trapping
在O 'Dell等人提出的实现具有吸引$1/r$相互作用的中性原子的玻色-爱因斯坦凝聚体的建议的基础上，我们指出，在没有外部陷阱势的情况下，通过引入适当的“原子”单位，可以在物理上最好地理解凝聚体的自陷。这揭示了一个显著的标度性质：凝聚体的物理性质仅取决于两个参数$N^2 a/a_u$和$γ/N^2$，其中$N$是粒子数，$a$是散射长度，$a_u$是“玻尔”半径，$γ$是原子单位的陷阱频率。我们计算了自陷波函数和势，能量，尺寸和峰密度的精确数值结果，并与以前的变分结果进行比较。作为一个新的功能，我们指出存在的第二个解决方案的扩展Gross-Pitaevskii方程的负散射长度，有和没有捕获的潜力，这是出生在一起的基态在切分叉。这表明，存在一个不稳定的集体激发态的凝聚体的负散射长度。
2007-09-18 quant-ph
Trapping and cooling single atoms with far-off resonance intracavity doughnut modes
我们研究了使用准共振场和拉盖尔-高斯型远场共振模在光学腔内冷却和俘获单原子的情况。当原子内部基态和激发态以相同的方式移动时，远场共振甜甜圈模提供了一种有效的捕获，这对于腔量子电动力学（QED）系统的量子信息应用特别有用。如谐振器内部准经典运动的全三维模拟所示，可以实现长的捕获时间。
2002-11-15 quant-ph
Cooling atomic motion with quantum interference
在双光子共振条件下，利用激光驱动$Λ$型组态，研究了囚禁原子质心的量子动力学性质.在Lamb-Dicke机制中，当运动波包在激光波长上很好地局域化时，发生瞬态相干布居俘获，从而抵消激光频率处的跃迁。在这个极限下，运动可以有效地冷却到俘获电势的基态。我们推导出一个方程的质心运动通过图解消除内部自由度。这种处理提供了[G. Morigi { \it et al}，Phys. Rev. Lett. { \bf 85}，4458（2000）]中描述的方法，并在[C.F. Roos { \it et al}，Phys. Rev. Lett. { \bf 85}，5547（2000）]。我们讨论的物理机制确定的动态和确定新的参数制度，冷却是有效的。我们讨论的情况下，捕获的潜力是不是谐波的计划的实施。
2002-11-08 quant-ph
Control of light trapping in a large atomic system by a static magnetic field
我们提出用一个外部的静态磁场来控制冷原子系综中的光囚禁。在适当选择激发脉冲的频率和偏振态的情况下，光场可望加速稀原子体系的荧光。在一个密集的合奏，该领域不影响早期的超辐射信号，但放大强度波动在中间的时间，并诱导一个非常缓慢的，非指数的长时间衰减。荧光的减慢是由于空间局部集体原子态的激发，这些原子态仅在强磁场下出现，并且具有指数级长的寿命。因此，我们的研究结果铺平了道路的无序诱导光在冷原子系统中的本地化的实验观察。
2016-06-20 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
