Electromagnetically induced transparency in multi-level cascade scheme of cold rubidium atoms
本文报道了冷原子多能级级联系统中电磁感应透明的实验研究。在磁光阱中的Rb-85冷原子中，观测到了多能级级联系统中探测光的吸收光谱轮廓，并研究了光谱轮廓与耦合激光强度的关系。实验测量结果与基于铷级联系统密度矩阵方程的理论计算结果一致。
2004-02-11 quant-ph
Magic wavelengths for the $5s-18s$ transition in rubidium
魔波长，其中没有差分交流斯塔克位移的基态和激发态的原子，允许捕获激发里德伯原子，而不扩大光学跃迁。这是实现量子门和其他量子信息协议与里德伯原子的重要工具，可靠的理论方法来找到这样的神奇波长是非常有用的。我们采用高精度的全阶方法计算了铷原子$5s-18s$跃迁的魔波长，并通过测量光偶极阱中原子在魔波长附近的光移，将计算结果与实验结果进行了比较.
2015-03-10 physics.atom-ph quant-ph
Transfer of trapped atoms between two optical tweezer potentials
被困，激光冷却的铷原子之间转移两个强聚焦，水平，正交相交的激光束。研究了传输效率随光束轴间垂直距离的变化规律。当距离等于束腰半径时，得到了最佳传输。数值模拟很好地再现了实验结果。
2006-06-01 quant-ph
Highly collimated source of cold Rubidium atoms from a two dimensional magneto-optical trap
利用拉盖尔-高斯环形模的蓝色失谐激光器对二维磁光阱的输出进行了高度准直。产生的原子束具有1 mm的直径，其发散度从40 mrad减小到3 mrad，并且原子密度增加了200倍。准直效果已被研究与拉盖尔-高斯模式的阶数（高达10）和激光原子频率失谐（2至120 GHz）。2D-colli-MOT的研究使我们能够确定最佳的条件，最大限度地减少原子加热，由于残留的光吸收和优化准直效果。2D-colli MOT可以提供一种新的工具，使用毫米范围直径的激光填充3D-MOT，从而节省激光功率。
2013-05-16 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Spontanous spin squezing in a rubidium BEC
我们描述了一个实验，自旋压缩自发发生在一个标准的拉姆齐序列驱动的两个组件的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的87 Rb原子被困在一个细长的磁陷阱。多粒子纠缠是由状态相关的碰撞相互作用产生的，尽管87 Rb中自旋态的散射长度几乎相同。在我们的原理验证实验中，我们观察到了一个对5000个原子达到1.3+/-0.4dB的自旋压缩，对比度为90+/-1%。该方法可用于实现自旋压缩BEC光源，而不需要腔、态相关势或费什巴赫共振。
2018-04-20 cond-mat.quant-gas quant-ph
Spectroscopy of cold rubidium Rydberg atoms for applications in quantum information
处于高激发态（里德伯态）的原子具有许多独特的性质，这使得它们在量子信息中的应用具有吸引力。这些是大的偶极矩，寿命和极化率，以及里德伯原子之间的强长程相互作用。激光冷却和精密光谱学的实验方法使得能够捕获和操纵单个里德伯原子，并将它们应用于基于光阱中的单个中性原子的量子计算机的量子比特上的量子门的实际实现。本文综述了作者在俄罗斯科学院罗扎诺夫半导体物理研究所和新西伯利亚国立大学进行的关于磁光阱中冷铷里德伯原子的激光和微波光谱及其在量子信息中的可能应用的实验和理论工作。我们还简要回顾了其他团体在这方面所做的研究。
2016-05-24 physics.atom-ph quant-ph
Recoil-ion momentum spectroscopy of photoionization of cold rubidium atoms in a strong laser field
利用磁光阱（MOT）反冲离子动量谱仪研究了冷铷原子在强红外激光场中的光电离。提供了三种类型的冷铷靶，其在二维（2D）MOT、2D糖蜜和3D MOT中操作，密度分别为$10^7$原子/cm $^3$、$10^8$原子/cm $^3$和$10^9$原子/cm $^3$的数量级。利用吸收成像和光电离对三维MOT的密度分布和温度进行了表征。由双光子或三光子吸收产生的Rb $^+$的动量分布显示出类似偶极的双峰结构，与强场近似下的结果一致。计算了$0.12 \pm 0.03$ a.u.通过与理论计算的比较，展示了强激光脉冲作用下碱金属原子中电子关联研究的广阔前景。
2018-08-12 quant-ph
Dual-Frequency Absorption Spectroscopy in Laser-Cooled Rubidium Atoms: Theoretical Modeling and Experiment
本文研究激光冷却铷原子中的双频吸收光谱，通过密度矩阵多能级模型精确模拟磁场和双光子失谐等条件下的DFAS共振特性，并展示其在CPT钟激光稳频和集成MOT光学频率标准中的应用潜力。
2025-08-25 physics.atom-ph quant-ph
Controlled Single-Photon Emission from a Single Trapped Two-Level Atom
通过用短共振光脉冲照射存储在紧密的光镊中的单个铷原子，我们创建了具有明确偏振的单光子的有效触发源。所测得的发射光脉冲的强度相关性表现出几乎完美的反聚束。这种高速率、完全受控的单光子脉冲源在量子信息处理中具有许多潜在的应用。
2006-10-11 quant-ph
Doppler cooling of an optically dense cloud of trapped atoms
本文研究了用激光冷却极化囚禁原子云到多普勒温度的一般技术。利用偏振光的一维光学糖蜜冷却阱中原子的轴向运动自由度。径向自由度的冷却可以通过光学致密云中散射光子的再吸收来模拟。我们目前的实验结果的铬原子云的磁阱。一个简单的模型的基础上速率方程与实验结果定量一致。这个方案使我们能够很容易地准备一个稠密的原子云在磁阱与理想的蒸发冷却的起始条件。
2002-08-20 quant-ph
Ultralong spin coherence times for rubidium atoms in solid parahydrogen via dynamical decoupling
相干时间是量子传感、量子信息和量子计算的重要参数。在这项工作中，我们证明了电子自旋相干时间长达0.1秒的铷原子被困在一个固体仲氢矩阵的合奏。我们探讨潜在的物理限制的相干时间。这些矩阵孤立原子的性质是非常有前途的未来应用，包括核自旋的量子传感。如果与有效的单原子读出相结合，这将使核磁共振和磁共振成像的单分子与碱金属原子量子传感器共捕获在仲氢矩阵。
2020-07-20 physics.atom-ph quant-ph
Continuous loading of a magnetic trap
我们实现了一种磁阱连续加载的方案。^{52}Cr原子在磁光阱（MOT）中被连续捕获和冷却。光抽运到一个亚稳态使原子从冷却的光中分离出来。由于它们的高磁矩（6玻尔磁子），低场寻求亚稳原子被困在由MOT提供的磁四极场。受MOT和MT中原子之间的非弹性碰撞的限制，我们以10^8原子/秒的速率将10^8个亚稳态原子加载到MT中，低于100微开尔文。加载后，我们可以进行光再泵浦，实现基态铬原子的MT。
2001-03-16 quant-ph
Rabi oscillations at three-photon laser excitation of a single rubidium Rydberg atom in an optical dipole trap
本文首次在光偶极阱单个铷原子上观测到三光子拉比振荡，利用1367 nm强激光调控中间能级失谐，并探讨了提升相干性以服务量子信息处理的方法。
2024-10-02 physics.atom-ph quant-ph
Polarization-based Light-Atom Quantum Interface with an All-optical Trap
我们描述了一个系统的实现，用于研究光-物质相互作用使用的$10^6$冷铷87原子，被困在一个单光束的光偶极阱的系综。在这种配置中，原子云的细长形状增加了集体光-原子耦合的强度。全光学捕获允许在低退相干环境中的长存储时间。我们能够对一个原子系综进行数千次测量，而几乎没有破坏。我们报告的结果顺磁法拉第旋转从宏观极化原子系综。我们的研究结果证实了在这个系统中可以实现强的光-原子耦合，这使得它对单通量子信息协议具有吸引力。
2009-02-23 quant-ph
Single Cs Atoms as Collisional Probes in a large Rb Magneto-Optical Trap
本文研究了铯原子和铷原子在单个和少个铯原子的强非平衡系统中的冷种间碰撞。单原子荧光动力学的观察产生洞察光诱导损失机制，而两个子系统可以保持在稳态。这大大简化了动力学的分析，因为Cs-Cs碰撞实际上是不存在的，大多数成分不受影响，使我们能够提取Rb-Cs碰撞参数的精确值。将我们的结果扩展到基态碰撞，将允许使用单个中性原子作为更大量子系统的相干探针。
2010-10-06 quant-ph
Loading atoms from a large magnetic trap to a small intra-cavity dipole trap
本文提出一种优化装载方法，将铷-87原子冷系综从大型磁阱高效转移至高Q光学腔的小型偶极阱中，通过磁输运、受控释放与蒸发阶段实现大量原子数百毫秒的捕获，并利用重泵浦激光克服探测导致的态泵浦问题，实现与态无关的原子捕获。
2023-10-06 quant-ph
Optical dipole micro-trap for atoms based on crossed planar photonic waveguides
该研究建模了由交叉悬浮光子脊形波导中双色倏逝波相长叠加形成的原子光学偶极微阱，估算铷原子阱参数并探讨其量子信息应用。
2023-11-02 physics.atom-ph quant-ph
Realization of a superconducting atom chip
我们将铷原子囚禁在液氦温度下运行的超导原子芯片产生的磁场中。在离芯片表面440 $μ$ m处的Ioffe-Pritchard阱中保持高达$8.2\cdot 10^5$原子，温度为40 $μ$ K。在低原子密度下，陷阱寿命达到115 s.这些结果为探索超导环境中的原子-表面相互作用和相干原子输运开辟了道路，超导环境的性质与室温下的正常金属完全不同。
2006-10-09 quant-ph
Applications of Integrated Magnetic Microtraps
光刻电路图案可以为冷中性原子提供磁导向和微陷阱。通过在同一陶瓷衬底上组合几个这样的结构，我们已经实现了第一个“原子芯片”，它允许对超冷捕获原子或德布罗意波包进行复杂的操作。我们将展示如何设计磁势从简单的导体图案，我们详细描述了一个有效的陷阱加载过程。应用的设计指南，我们描述了一些新的微陷阱的潜力，包括陷阱达到兰姆-迪克制度的铷原子在所有三个维度，和一个可旋转的Ioffe-Pritchard陷阱，我们也证明了实验。最后，我们展示了一个设备，允许独立的线性定位的两个原子云是非常紧密的横向限制。该装置非常适合于一维碰撞的研究。
2000-08-28 quant-ph
Energy distribution and cooling of a single atom in an optical tweezer
实验研究了强聚焦偶极阱中单个铷原子在不同冷却方式下的能量分布。用两种不同的方法测量原子的平均能量，我们证明了辐射冷却原子的能量分布接近于热的。然后，我们演示了如何减少能量的单原子，首先通过绝热冷却，然后通过截断的玻尔兹曼分布的单原子。这提供了一种非确定性的方式来制备原子在低微开尔文温度，接近基态的捕获势。
2008-09-24 quant-ph
Analysis of a single-atom dipole trap
我们描述了一个简单的实验技术，它允许存储一个单一的铷87原子在光偶极阱。由于光致两体碰撞在加载阶段的陷阱的捕获原子的最大数量被锁定为一个。这种碰撞阻断效应通过在检测到的荧光中观察到光子反聚束来证实。利用窄带扫描腔研究了原子单光子辐射的光谱特性。我们发现原子荧光光谱受激发光场谱宽的影响。此外，我们还观察到由于多普勒效应而引起的原子荧光光谱的展宽。这使我们能够确定对应于105微开尔文温度的被困原子的平均动能。这个简单的单原子陷阱是产生未来量子通信应用所需的原子-光子纠缠的关键元件，也是贝尔不等式的第一个无漏洞测试。
2006-08-31 quant-ph
Repumping ground-state population in a coherently driven atomic resonance
我们实验上演示了一种光抽运技术，将稀释的铷蒸气抽运到mF = 0的基态。该技术利用禁止线偏振光激发mF = 0态的选择规则。在时钟跃迁的相干布居捕获的透明度对比度的显着增加被证明。
2010-03-14 quant-ph
Nano Positioning of Single Atoms in a Micro Cavity
单个原子与高精细光学腔的耦合是使用驻波偶极力阱精确控制和调节的，这对强原子-腔耦合是一个挑战。超冷铷原子首先被加载到腔中心的偶极阱的势能极小值中。然后我们把陷阱当作一条传送带，垂直于空腔轴线运动。这使我们能够重复地将原子移出和移回腔模，重新定位精度为135 nm。这使得可以通过腔选择性地寻址一串原子中的一个原子，或者同时将两个精确分离的原子耦合到腔的较高模式。
2005-06-10 quant-ph
Entanglement of two individual atoms using the Rydberg blockade
我们报告了我们最近的进展操纵单个铷原子被困在光镊和两个原子之间的纠缠的产生，每个单独被困在相邻的镊子。为了在两个原子的基态产生纠缠态，我们利用里德伯阻塞机制。纠缠度是用两个原子内部态的整体旋转来测量的。这样的内部状态旋转的一个单一的原子被证明与高保真度。
2009-10-05 quant-ph
Opto-mechanical measurement of micro-trap via nonlinear cavity enhanced Raman scattering spectrum
从非线性光机机制出发，对高精细度环形光腔中囚禁冷原子的高增益共振非线性喇曼散射进行了简单的解释，并提出了利用它来检测原子芯片上微阱频率的方案。散射光谱的增强是由于两个不同腔模之间的相干拉曼转换介导的原子的集体振动通过非线性光-机耦合。对铷原子的非线性拉曼过程进行了简单的量子分析和多体半经典模拟。
2012-05-02 physics.atom-ph quant-ph
An optical atomic clock using $4D_J$ states of rubidium
本文提出利用铷 $5S_{1/2}\rightarrow4D_J$ 双光子跃迁的光学原子钟，通过双色激发与 1060 nm 魔幻波长实现阱内无多普勒探测，预计稳定度达 $10^{-13}/\sqrt{τ(s)}$。
2024-06-13 physics.atom-ph quant-ph
Single atom movement with dynamic holographic optical tweezers
本文报道了一种用于囚禁单原子的动态全息光镊的实验实现。利用液晶空间光调制器显示的动态相位全息图实现光镊。实验证明了利用这种动态势囚禁和移动单个铷原子的可能性，并研究了其局限性。我们的结果表明，单原子在光镊中的高几率转移可以在比阱腰大得多的大步阶中进行。本文讨论了全息光阱中的光强闪烁现象及其抑制技术。在动态镊子的损失和加热速率进行测量，没有多余的损失或加热相比，观察到静态陷阱。
2020-01-09 physics.atom-ph quant-ph
A proposal for continuous loading of an optical dipole trap with magnetically guided ultra cold atoms
用非耗散阱（如光偶极阱）捕获运动的原子，需要除去原子多余的动能。在这篇文章中，我们发展了一种机制，以收获超冷原子从引导原子束到一个光学偶极阱，通过消除他们的定向动能。我们提出了一个连续的加载方案，这是通过减速的磁势垒，然后通过光泵能量最低的塞曼子级。我们从理论上研究了该方案在超冷铬原子从磁引导原子束转移到深光学偶极阱中的应用。我们讨论了一个合适的磁场配置的实现。通过对加载过程的数值模拟，分析了该加载方案的可行性和有效性。
2009-12-11 physics.atom-ph quant-ph
Rapid generation and number-resolved detection of spinor Rubidium Bose-Einstein condensates
超冷中性原子的高数据采集速率和低噪声探测是玻色-爱因斯坦凝聚体中纠缠量子态的态层析成像和干涉应用的重要挑战。在这篇文章中，我们提出了一个高通量的$^{87}$ Rb玻色-爱因斯坦凝聚体源结合数分辨检测。我们在磁/光阱中利用混合蒸发方法制备了$2\times10^5$原子的玻色-爱因斯坦凝聚体，在$3.3$ s内没有可辨别的热分数。对于自旋自由度中的多体量子态的高保真层析成像[arXiv：2207.01270]，期望选择单个模式用于数分辨检测。我们证明了低噪声选择的子样本的$16$原子和他们随后的检测与计数噪声低于$0.2$原子。所提出的技术提供了一个令人兴奋的路径，创造和分析介观量子态与前所未有的量子特性，以及它们的开发的基础和可扩展的应用。
2023-02-01 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
In-situ Raman gain between hyperfine ground states in a potassium magneto-optical trap
本文研究了39K冷原子气体中的光学增益。在常规磁光阱的操作过程中观察到的增益，而不需要额外的字段。对弱探针透射谱的测量表明，这种增益是由于超精细基态之间的受激喇曼散射。实验结果再现了一个简化的六能级模型，这也有助于解释为什么这样的增益没有观察到在类似的实验与铷或铯。
2019-08-13 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Rydberg atoms in one-dimensional optical lattices
实验上实现了铷原子在玻色-爱因斯坦凝聚体中的里德堡激发和在光晶格中的里德堡激发。我们的结果扩展到不同大小的凝聚体在一维陷阱同意与里德伯激发链的直观图片。我们还发现，在光晶格中的里德伯激发并不破坏凝聚态的相位相干性，并且我们的结果与包含最近邻阻塞的局域集体里德伯激发的图象一致.
2011-03-22 cond-mat.quant-gas quant-ph
Effect of photoions on the line shapes of the Förster resonance and microwave transitions in cold rubidium Rydberg atoms
在磁光阱中进行了Rb（37 P）+Rb（37 P）-> Rb（37 S）+Rb（38 S）的Förster共振谱和Rb原子里德伯态间的微波跃迁光谱实验。在一般条件下，所有谱线的线宽均为2-3 MHz，与原子间相互作用时间或原子与微波辐射的相互作用时间无关，但最终的共振宽度应由相互作用时间的倒数来确定。对实验条件的分析表明，谱线展宽的主要来源是宽带脉冲激光激发初始里德堡态时，冷光离子产生的不均匀电场。使用一个额外的电场脉冲，在激光脉冲后迅速去除光离子，导致微波和福斯特共振的大幅缩小。本文分析了冷里德伯原子谱线展宽的各种来源。
2012-02-10 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Laser-cooled atoms inside a hollow-core photonic-crystal fiber
我们描述了激光冷却的铷原子加载到单模空芯光子晶体光纤中。在光纤内部，原子被一个远失谐的光阱限制，并被一束弱共振光束探测。我们描述了不同的加载方法，并比较他们的权衡实施复杂性和原子加载效率。最有效的方法是装载约30，000个铷原子，这在光纤内产生了光学深度约180的介质。与我们早期的研究相比，这代表了该系统中最大光学深度的六倍增加。
2011-04-28 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Bi-chromatic adiabatic shells for atom interferometry
我们证明双色绝热磁壳陷阱作为一种新的工具，物质波干涉。利用两个强射频场对铷原子玻色-爱因斯坦凝聚体的$|1,-1\rangle $和$ |2,1\rangle$态进行了修饰，从而产生了两个独立可控的壳层陷阱。这使我们能够匹配两个陷阱，并使用微波脉冲，创建一个依赖于状态的时钟型干涉仪。考虑到干涉仪的低水平限制，可以使原子展开，从而产生2D片材，其可以用于直接成像干涉仪。该干涉仪可以对空间变化的电场或磁场敏感，所述电场或磁场可以是DC、AC、RF场或微波，或者甚至是重力的局部变化。我们证明了壳陷阱的独立控制所提供的陷阱匹配允许长的相干时间，这将导致高灵敏度的成像物质波干涉仪。
2019-07-03 physics.atom-ph quant-ph
Two-mode and dual-resonant planar photonic waveguides for efficient guiding and trapping of atoms
本研究针对超冷原子囚禁需求，提出基于悬浮光学肋形波导的双色双模倏逝光方案，通过高低频光分别以双模、单模传输并调谐至不同原子跃迁，提升偶极势深度，应用于铷原子时阱深可达0.3 mK以上。
2025-07-31 physics.app-ph physics.atom-ph quant-ph
Array of Individual Circular Rydberg Atoms Trapped in Optical Tweezers
本文首次在可编程光学瓶形光束阵列中实现单个圆形里德堡原子的激光囚禁，并通过空间与能级选择性光学探测观测其寿命及阱内振荡。
2023-04-10 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Trapping neutral atoms in the field of a vortex pinned by a superconducting nano-disc
由超导材料制成的原子芯片可以产生磁阱，并显著降低噪声。最近，超导芯片的几种设计已经进行了理论分析和实验测试，许多涡流被认为是一个平均涡流密度的情况下。在这里，我们从理论上表明，第一次，如何的磁场的$\it single$涡，钉扎由半径$\sim$ 100 nm的超导纳米盘，并结合外部偏置场平行于盘表面，产生一个封闭的三维冷原子陷阱。陷阱的大小及其在超导体表面上方的高度通常为数十或数百纳米。我们估计的平均寿命$τ$的$^{87}$ Rb（铷）原子（受到热逃逸和马约拉纳自旋翻转）在0.05-1.0毫秒的范围内。接下来，我们在量子绝热近似模型的陷阱，并应用费米规则来估计寿命的$^{87}$ Rb原子在基态的这个陷阱。我们得到类似的寿命$τ$在半经典的估计，在0.05-3.5毫秒的范围内。我们发现，$τ$依赖于梯度$B_0$的旋涡的磁场根据$τ\sim(B_0)^{-2/3}$。
2014-03-06 physics.atom-ph quant-ph
Interleaved dual-species arrays of single atoms using a passive optical element and one trapping laser
本文提出利用单一激光束和无源光学掩模构建交错明亮与暗瓶光束阵列，基于Rb和Cs相反符号的动态极化率实现双物种单原子独立捕获，装载率接近50%，显著降低系统复杂度。
2025-05-12 physics.app-ph physics.atom-ph physics.optics
All-optical bubble trap for ultracold atoms in microgravity
ICFO - Institut de Ciencies Fotoniques, The Barcelona Institute of Science and Technology（ICFO-光子科学研究所，巴塞罗那科学技术研究院）；LP2N, Laboratoire Photonique, Numérique et Nanosciences, Université de Bordeaux-IOGS-CNRS:UMR 5298（LP2N，光、数字与纳米科学实验室，波尔多大学-IOGS-CNRS）；Department of Physics and Astronomy, Bates College（贝茨学院物理与天文学系）；Dept. of Physics and Astronomy, University of Sussex（苏塞克斯大学物理与天文学系）
本文提出一种全光学方法，在微重力中产生壳状陷阱。利用基态的双光 dressing 创造短程强排斥中心势垒，结合长程吸引中心势形成壳状陷阱，通过分析证明其特性取决于基态与激发态极化率比及激发态寿命。
2025-10-07 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Double-degenerate Fermi mixtures of $^6$Li and $^{53}$Cr atoms
我们报告实现了一种新的超冷费米锂和铬原子的简并混合物。基于全光学的方法，与约13秒的总占空比，我们产生了大的和简并的样品，超过2个$\times 10^5$ $^6$ Li原子和$10^5$ $^{53}$ Cr原子，这两个物种表现出约$T/T_{F}$ =0.25的归一化温度。此外，通过利用交叉双色光偶极阱，我们可以可控地改变两个组件的密度和程度的简并几乎独立，并广泛调整锂铬密度比。我们的$^{6}$ Li- $^{53}$ Cr费米混合物为研究量子物质的各种奇异的少体和多体机制开辟了道路，并且它似乎是实现超冷顺磁极性分子的最佳适合系统，其特征在于电和磁偶极矩。最终，我们的策略也提供了一个有效的途径，以产生偶极费米气体，或自旋混合物，超冷$^{53}$铬原子。
2022-07-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
