Radiation trapping inside a hollow-core photonic crystal fiber
报道了空芯光子晶体光纤（PCF）中的辐射俘获效应。利用光偶极阱将原子加载并限制在光子晶体光纤中，而不与光纤壁接触。对探测光在光子晶体光纤中的传输进行了理论和实验研究。结合实验结果和理论预测，我们认为光子晶体光纤中的辐射俘获效应在光子晶体光纤的光谱测量中起着重要的作用。
2014-06-11 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Entanglement of two quantum memories via fibers over dozens of kilometres
量子互联网将带来一系列革命性的应用。它依赖于远距离量子存储器的纠缠。尽管到目前为止取得了巨大的进展，但两个节点之间实现的最大物理距离为1.3公里，长距离的挑战仍然存在。在这里，我们通过在一个实验室中通过光子传输通过大城市规模的光纤纠缠两个原子系综向前迈出了重要的一步。我们利用腔增强产生明亮的原子-光子纠缠，并利用量子频率转换将原子波长移动到电信。我们利用双光子干涉实现了22 km场展开光纤的纠缠，利用单光子干涉实现了50 km螺旋光纤的纠缠。我们的实验可以扩展到物理上分离的节点，具有类似的距离作为原子量子网络的功能段，从而为在多个节点和更长的距离上建立原子纠缠铺平了道路。
2021-01-06 quant-ph
Propagation of atomic matter waves inside an atom wave guide
基于有效作用量原理，给出了弯曲原子波导中原子物质波传播的唯象描述。研究了原子物质波在引导势场（经典势场和量子势场）作用下的时空演化。本文简要讨论了波导中三能级原子物质波在外加控制光作用下的相干控制。空间周期性引导场（{ \it例如}）中的{ \it原子物质-波带隙结构}的概念，提出了碳豆荚内势（碳豆荚内势既能俘获原子又能俘获光）和{ \it光晶格带隙介质}。
2004-10-29 quant-ph
Stopped and stationary light at the single-photon level inside a hollow-core fiber
在单个量子水平上运行并提供强光-物质耦合的实验平台是量子信息处理的关键要求。我们报告的窄带光存储和检索，以及平稳的光，电磁感应透明的基础上，弱相干光脉冲下降到单光子水平的信噪比为59。实验是用激光冷却的原子装载到空芯光子晶体光纤中进行的，以提供强的光-物质耦合，从而展示了这种平台的未来量子网络的前景。
2019-06-26 physics.optics quant-ph
Nonadiabatic effects of atomic motion inside a high Q optical cavity
我们重新讨论了与激光场和高Q光腔量子场强拉曼耦合的三能级原子的原子质心运动。本文着重讨论了原子内部动力学中与运动相关的非绝热效应，并对最近在参考文献[Phys.Rev.A { \bf 67}，032305（2003）]中提出的运动不敏感暗态的应用的有效性机制给出了定量的回答。
2004-01-04 quant-ph
Collective Atomic Motion in an Optical Lattice formed inside a High Finesse Cavity
我们报告的集体非线性动力学在一个高精细度环形腔内形成的光晶格在一个迄今为止尚未探索的制度，其中每个光子的光位移倍的数量被困原子超过腔共振线宽。我们观察到了原子对光学势阱的反作用所引起的双稳态和自诱导压缩振荡。在假定原子运动为绝热的简化模型中，我们可以很好地理解我们的大部分观测结果。非绝热方面的原子运动的再现通过解决完整的系统耦合的非线性运动方程的数百个原子。
2003-09-05 quant-ph
Broadband photon-photon interactions mediated by cold atoms in a photonic crystal fiber
我们从理论上证明了光子-光子吸引可以在连续的散射态中被设计成光子对在填充冷原子的空芯光子晶体光纤中传输。原子在光晶格配置中规则地间隔开，并且光子被共振地调谐到内部原子跃迁。我们表明，硬核排斥导致饱和的原子跃迁诱导聚束集体原子光子模式（极化激元）的光子分量。聚束在高达几十GHz的频率范围内获得，并且可以通过原子间的分离来控制。我们提供了一个充分的分析解释这一现象，证明相关性的结果，从一个不匹配的量子化量的原子激发和光子在连续。甚至更强的相关性，可以观察到的间隙双极化激元束缚态。我们的理论结果使用的参数与当前的实验与Rb原子激发的D2线。
2015-12-08 quant-ph
Remote generation of entanglement for individual atoms via optical fibers
讨论了原子被囚禁在通过光纤连接的独立腔中的系统中原子纠缠的产生。通过同步关闭局域激光场，然后由远程控制器进行单次量子测量，可以将两个相距较远的原子投射到Bell态。该方案的显著优点是它工作在$Δ\approxκ\gg g$的区域，这使得该方案对腔强泄漏不敏感。而且保真度不受原子自发发射的影响。
2008-05-29 quant-ph
Deterministic generation of multiparticle entanglement in a coupled cavity-fiber system
我们提出了一个在光纤耦合的远距离腔中的两个冷原子云之间产生多粒子纠缠态的一步方案。我们表明，通过适当地选择场的强度和失谐量，并精确地调谐系统的时间演化，可以确定性地设计分离的原子云之间的多粒子纠缠，其中量子操纵对腔的状态和光纤的损耗不敏感。基于最近在实现冷$^{87}$ Rb云与光纤腔强耦合方面的实验进展，分析了该方案的实验可行性。该方案可能为利用光纤连接的耦合腔实现量子通信和网络开辟了广阔的前景。
2010-11-30 quant-ph
Experimental realization of three-color entanglement at optical fiber communication and atomic storage wavelengths
包括低损耗光纤传输和原子共振频率在内的多色纠缠态是未来量子信息网络的重要资源。介绍了在852 nm、1550 nm和1440 nm波长下连续变量三色纠缠产生的实验结果。纠缠产生系统由两个级联的非简并光学参量振荡器（NOPO）组成。两种NOPO中非线性晶体的灵活选择性和NOPO的可调谐特性为三束纠缠光束的频率选择提供了较大的自由度，因此该系统有望发展成为具有原子存储单元和长光纤传输线的量子信息网络的实用器件。
2012-12-20 physics.optics quant-ph
Cavity-mediated collective laser-cooling of a non-interacting atomic gas inside an asymmetric trap to very low temperatures
在本文中，我们确定了一个多粒子声子期望值$ζ$的能力，诱导集体动力学的非相互作用的原子气体内的光学腔。然后，我们建议利用这个期望值，以提高激光冷却的许多原子通过一个循环的两阶段的过程，其中包括冷却和位移阶段。在冷却阶段，应用短激光脉冲。这些使用$ζ$作为资源，并将原子气体的振动能量降低固定量。随后的位移阶段利用捕获势的不对称性来补充多粒子声子期望值$ζ$。交替两个阶段的冷却过程中示出的原子气体转移到最终的温度消失在无限多的粒子限制。
2017-11-22 quant-ph
Extended JC-Dicke model for a two-component atomic BEC inside a cavity
本文研究了一个被囚禁的两组分原子玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC），其中每个原子有三个能级，分别与一个光腔场、一个外经典光场和一个微波场耦合，形成所谓的$Δ$型结构.在消隐原子激发态后，在行波近似下导出了扩展的JC Dicke模型。在平均场方法的框架下，研究了该模型哈密顿量的标度基态能量和相图。揭示了微波场幅值改变符号时，一种新的相变。
2010-02-25 quant-ph
An Atom Interferometer inside a Hollow-core Photonic Crystal Fiber
电磁波和物质波之间的相干相互作用是量子科学和技术的核心。然而，光的衍射性质限制了许多基于原子光的量子系统的可扩展性。利用空芯光子晶体光纤中的光场对自由下落的~（85）Rb原子相干叠加态进行空间分裂、反射和重组，实现了一种惯性灵敏的原子干涉仪。干涉仪在无衍射距离上工作，不同距离处的对比度和相移在一个标准误差内一致。相位相干光子系统与量子系统的集成，在提高原子干涉仪在精密测量和量子传感领域的能力方面具有巨大的前景，其器件设计小型化，激光功率消耗效率高。
2018-01-20 physics.atom-ph quant-ph
Quantum statistics of the collective excitations of an atomic ensemble inside a cavity
研究了高精细度腔中原子系综集体激发的量子统计特性。在大失谐量下，虚光子交换可以引起原子间的长程相互作用，从而产生关联激发。特别地，当平均光子数取一定值时，诱导的长程相互作用有效地抑制了双原子激发，使两个最近的能级发生简并，从而产生原子阻塞现象。当平均光子数达到几个临界点时，间接相互作用的原子系综发生了量子相变。从这个意义上说，集体激发的量子统计性质对平均光子数的变化非常敏感。我们的模型表现出量子相变类似的Lipkin-Meshkov-Glick模型。我们的建议可以在各种系统中实现，包括腔量子电动力学（QED），玻色-爱因斯坦凝聚体，和电路QED。
2012-02-08 quant-ph
Counting and metrology of distributed atomic clocks using metropolitan fiber
本研究演示了SIOM与SIMT间通过单根城域光纤传输三种时钟信号并实现四钟跨实验室比对的分布式原子钟网络，其频率一致性低于1E-15，为未来守时实验室模式提供了新探索。
2024-01-09 physics.atom-ph quant-ph
Saturation of atomic transitions using sub-wavelength diameter tapered optical fibers in rubidium vapor
我们实验研究超低功率饱和的铷D2跃迁使用锥形光纤（TOF）悬浮在一个温暖的Rb蒸汽。TOF系统与标准自由空间蒸汽电池系统中获得的功率相关吸收测量的直接比较突出了两个系统的饱和行为的差异。超精细泵浦的影响在飞行时间系统中被发现是最小化，由于短的原子渡越时间通过高度限制的倏逝光模式由飞行时间引导。TOF系统的数据是很好的拟合由一个相对简单的经验吸收模型，表明毫瓦级的饱和功率。
2014-08-01 physics.optics quant-ph
An atomic Faraday beam splitter for light generated from pump degenerate four-wave mixing in a hollow-core photonic crystal fiber
我们展示了一个原子法拉第二向色分束器，适用于从原子源中的泵浦简并四波混频中空间分离信号和闲频场。通过使一个模式$90^{\circ}$的偏振平面相对于另一个模式旋转，随后的偏振分束器分离仅相差13.6 GHz的两个频率，并且在两个输出中实现$(-26.3\pm0.1)$和$(-21.2\pm0.1)$ dB的抑制，相应的透射率为97和99%。该技术避免了使用四波混频模式的空间分离的需要，从而为波导实验中的工艺效率提高打开了大门。作为一个证明的原则，我们产生的光通过四波混合$^{87}$ Rb加载到一个空芯光子晶体光纤和接口与原子法拉第二向色分束器。
2020-12-07 physics.atom-ph quant-ph
Geometric phase of an atom inside an adiabatic radio frequency potential
本文研究了由静态磁场（B场）和含时射频场产生的绝热射频势场中原子的几何相位。原子质心的空间运动引起了一个几何相位，或Berry相位，原子超精细自旋沿局部B场的演化。这个阶段被发现依赖于静态B场沿半经典轨道的原子质心和"有效磁场“的总B场，包括振荡的射频场。具体的计算提供了几个最近的原子干涉实验和建议，利用绝热射频电位。
2007-04-04 quant-ph
Cavity QED with atomic mirrors
最近出现了一种将原子系统与可扩展光子学相结合的有希望的方法，该方法包括在锥形纳米纤维附近捕获冷原子。在这里，我们描述了一种新的技术，以实现强，相干耦合的单原子和光子在这样的系统。我们的方法利用集体增强效应，使原子晶格在光纤内形成高精细度腔。我们表明，一个特别指定的“杂质”原子内的腔可以经历强烈增强与单光子在光纤中的相互作用。在现实条件下，可以达到“强耦合”的制度，其中它成为可行的观察真空拉比振荡之间的激发杂质原子和一个单腔量子。这种技术可以形成使用原子网络系统的可扩展的量子信息网络的基础。
2012-02-18 quant-ph
Programming Quantum Measurements of Time inside a Complex Medium
Institute of Photonics and Quantum Sciences, Heriot-Watt University（赫瑞-瓦特大学光子与量子科学研究所）
本文提出利用多模光纤内空间与时间信息的耦合，实现高维光子时间槽的通用测量，解决了传统方法在高维超位置测量中的限制，为量子技术提供了高效工具。
2026-03-19 physics.optics quant-ph
Fast and Coherent Transfer of Atomic Qubits in Optical Tweezers using Fiber Array Architecture
Wuhan Institute of Physics and Mathematics, Innovation Academy for Precision Measurement Science and Technology, Chinese Academy of Sciences（中国科学院精密测量科学与技术创新研究院武汉物理与数学研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
本文提出一种利用光纤阵列架构实现原子量子比特快速且相干转移的方法，通过控制陷阱深度实现静止与移动陷阱间的平稳振幅交换，从而在低热噪声下实现高保真度的量子比特转移。
2026-04-09 quant-ph
A Fully Fiber-Integrated Ion Trap for Portable Optical Atomic Clocks
我们提出了一种新颖的，单离子阱集成光纤直接嵌入陷阱结构提供激光以及收集离子的荧光。这消除了对光学窗口的需要。我们测试了系统的性能，并测量了离子荧光的信号背景比为50，这使我们能够在600 $μ$ s内以99%以上的保真度进行状态读出。我们测试了系统在22 ° C至53 ° C范围内对热变化的弹性，以及系统在34 Hz和300 Hz下的振动弹性，发现对其性能没有影响。我们的光纤耦合阱的紧凑性和鲁棒性的结合，使其非常适合应用，以及外部，研究实验室环境，特别是高度紧凑的便携式光学原子钟。虽然我们的系统被设计用于捕获$^{40}$ Ca $^{+}$离子，但是基本设计原理可以应用于其它离子种类。
2023-01-12 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
A telecom-wavelength atomic quantum memory in optical fiber for heralded polarization qubits
基于光子的量子信息处理有望产生包括光学量子计算、量子密码学和分布式量子网络在内的新技术。电信波长的偏振编码光子为这些技术的实际实现提供了一个引人注目的平台。然而，尽管在构建与该平台兼容的基本组件方面取得了重要的成功，包括纠缠光子源、有效的单光子检测器和片上量子线路，但是缺少的元件是原子量子存储器，其直接允许在电信波长光子的偏振度中编码的量子态的可逆映射。在这里，我们展示了量子存储和检索的偏振态的预示单光子在电信波长通过实施原子频率梳协议在一个合奏的铒原子掺杂到光纤中。尽管在我们的原理证明演示中存在局限性，例如存储效率和存储时间小，但我们的宽带光物质接口揭示了在未来量子信息处理中使用的潜力。
2015-06-14 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Nanofiber-induced losses inside an optical cavity
光学高精腔是一种众所周知的增强光与物质相互作用的手段。尽管在实现强耦合光物质系统方面取得了很大进展，但在腔模式中控制单个固体发射器的定位仍然是一个挑战。我们追求的想法是使用亚波长直径的纳米纤维作为这种发射器的基板。本文讨论了如何强烈的光学纳米纤维的影响腔模式的问题。我们分析了不同光纤直径的光纤位置对腔的精细度和模的形状的影响。
2021-07-12 physics.optics quant-ph
Atomic-referenced Hz-linewidth lasers via fiber interferometric stabilization
Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)（韩国科学技术院）；Pusan National University（釜山国立大学）
提出一种混合架构，通过将外腔二极管激光器稳定到光纤干涉仪实现赫兹级线宽，并利用调制转移光谱锁定到87Rb D2跃迁作为绝对频率参考，实现了3.4 Hz线宽和3.4×10^-14@0.56 s的频率稳定度。
2026-05-26 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Generating single-mode behavior in fiber-coupled optical cavities
我们建议通过涂覆有两个能级原子的光纤将两个共振远距离腔有效地耦合成一个[Franson等人，A 70，062302（2004）]。原子的目的是在一个时间尺度上破坏性地测量光纤的倏逝电场，该时间尺度与光子从一个腔行进到另一个腔所花费的时间相比要长。此外，由设置施加的边界条件应当支持光纤内的小范围的驻波，包括在腔的频率处的驻波。以这种方式，光纤为一个公共腔场模式提供附加的衰减通道，但不为另一个提供附加的衰减通道。如果相应的衰减率足够大，则该模式有效地从系统动力学中分离。创建单个非局部谐振器模式。
2010-11-02 quant-ph
Unambiguous atomic Bell measurement assisted by multiphoton states
本文提出并从理论上研究了多光子态辅助下原子量子比特的无二义性Bell测量。原子与两个空间分离的光学腔中的电磁场以拉姆齐型相互作用序列共振相互作用。通过测量谐振器内的光子态来后选择量子比特态。我们表明，如果一个是能够投影到两个相干态的相位空间的相反网站上的光子场，可以实现一个明确的贝尔测量。因此，我们的建议可能会为未来的量子信息技术，如基于相干多光子态，原子量子比特和物质场相互作用的量子中继器组件提供一个核心元素。
2016-05-03 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
Efficient and long-lived Zeeman-sublevel atomic population storage in an erbium-doped glass fiber
掺杂到固体中的稀土离子的光泵能级中的长寿命布居存储，被称为持续光谱烧孔，具有重要的基础和技术兴趣。然而，几十年来，在稀土离子掺杂的非晶基质（例如玻璃）中证明深而持久的空穴仍然是一个开放的挑战-这一事实促使我们更好地理解玻璃中杂质和振动模式之间的相互作用。在这里，我们报告的第一个观察和详细的特性，这样的孔在掺铒石英玻璃光纤冷却到低于1 K。我们证明了在铒基态的电子塞曼子能级中的布居存储，其寿命可达30秒，自旋极化率为80%。除了它的基本方面，我们的研究揭示了一个潜在的技术应用稀土离子掺杂的非晶材料，包括在电信波长。
2016-01-08 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Compact Fiber-Coupled Narrowband Two-Mode Squeezed Light Source
本文报道了一种基于85Rb原子蒸气四波混频的紧凑型窄带光纤耦合双模压缩光源，在135 mW低泵浦功率下实现4.4 dB强度差压缩，适用于原子量子传感与量子网络。
2025-07-04 physics.atom-ph quant-ph
Programmable cavity QED with a fiber-integrated atomic array
Institute of Science and Technology Austria (ISTA)（奥地利科学技术研究院）；Vienna Center for Quantum Science and Technology, Atominstitut, TU Wien（维也纳量子科学与技术中心，原子物理研究所，维也纳工业大学）
本研究结合12位点⁸⁷Rb光镊阵列与高协同度光纤法布里-珀罗微腔，实现单原子耦合强度的连续调控，测量集体增强真空拉比分裂并完成原子数非破坏性读出，为光纤集成量子网络节点提供可扩展架构。
2026-08-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
The effect of atomic collisions on the quantum phase transition of a Bose-Einstein condensate inside an optical cavity
本文研究了原子碰撞对囚禁在光学腔中的一维玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）从法向相到超辐射相的相变的影响。具体地说，我们表明，驱动原子从侧面的腔导致模式的激发在第一布里渊区的边缘的每个能带，这导致在弱耦合制度的限制下的BEC物质场的双模近似。原子-原子相互作用的非线性效应使BEC的量子相变阈值发生移动，同时也影响了总粒子数量子涨落的低功率行为。此外，当横向抽运强度一定时，我们证明了通过s波散射频率控制系统量子相变的可能性。
2014-11-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Measurement of DC and AC electric fields inside an atomic vapor cell with wall-integrated electrodes
我们提出和表征的原子蒸气室与硅环电极直接嵌入硼硅酸盐玻璃管之间。电池采用阳极键合方法组装，并充满Rb蒸汽。环形电极可以外部连接，用于向电池内部施加电场。基于原子的，全光学，激光光谱场传感方法被用来测量细胞中的电场。在这里，利用电场敏感铷里德伯原子的斯塔克效应来测量$\sim$ 5 V/cm的电池中的直流电场，相对不确定度为10%。测量结果与直流场计算进行比较，使我们能够量化由于细胞内的自由表面电荷的电场衰减。我们进一步测量微波场的传播到细胞中，使用奥特勒-汤斯分裂的里德堡水平作为场探针。结果得到的微波功率和极化角相对于细胞的环形电极的范围内。我们比较微波场计算的结果。应用进行了讨论。
2021-06-03 physics.atom-ph quant-ph
Pinning quantum phase transition of photons in a hollow-core fiber
我们发现，光子的量子相变可以观察到空芯一维光纤加载冷原子气体。利用光纤中的强光限制，可以产生和探测对应于强相互作用和弱相互作用的一系列不同的强相关极化激元和光子态。关键的成分是创建一个可调的有效晶格势作用于相互作用的极化激元气体，这是可能的，通过轻微调制原子密度。我们分析了相关的相图对应于可实现的玻色-哈伯德（弱）和正弦-戈登（强）相互作用制度，并通过描述测量过程得出结论。后者包括将稳态激发映射到传播光脉冲，一旦它们离开光纤，可以使用可用的光学技术有效地探测它们的相关性
2011-03-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
On the behavior of scattering phases in collisions of electrons with multi-atomic objects
本文研究了多原子目标的几个第一散射相的能量依赖性。作为代表一般趋势的具体例子，考虑了C60内的氖和C60内的氩。尽管富勒烯由60个碳原子组成，但内部原子（Ne或Ar）的存在似乎会定性地影响散射相，而内部原子只有一个。计算在单电子Hartree-Fock（HF）和无规相位近似与交换（RPAE）的内部原子，而富勒烯壳被取代的静态电位没有和有极化势。似乎总的内面散射相仅仅是原子、Ne或Ar和富勒烯C60相的总和，与C60和C60内的Ne或C60内的Ar上的总相必须相同的直观假设相反。
2015-02-19 physics.atm-clus physics.atom-ph quant-ph
Dilute gas of ultracold two-level atoms inside a cavity; generalized Dicke model
考虑了原子质心运动和腔模变化对腔中超冷二能级原子气体的影响。我们使用广义Dicke模型，并分别分析了高斯和驻波模式形状的情况。由于原子的外部运动能与内部原子能和场能之间的相互作用，相图表现出标准Dicke模型中没有的新特征，如在正常相和超辐射相之间存在一级和二级相变。由于原子运动的量子描述，内部和外部原子的自由度是高度相关的，导致修改的正常和超辐射阶段。
2009-06-22 cond-mat.other quant-ph
Rydberg-induced optical nonlinearities from a cold atomic ensemble trapped inside a cavity
实验研究了置于光腔中的冷原子介质在激发到里德伯态时的非线性光学响应。S和D里德堡能级的激发是通过EIT（电磁感应透明）配置中的双光子跃迁进行的，下跃迁上有弱（红色）探测光束，上跃迁上有强（蓝色）耦合光束。观察到的探测光束的S态诱导的光学非线性可以解释使用半经典模型与范德华相互作用。对于D态，似乎有必要考虑里德伯激发到长寿命的暗态的动力学衰减。我们表明，测量的非线性可以解释用里德伯气泡模型与动态衰减。
2016-02-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Graded-index optical fiber emulator of an interacting three-atom system: illumination control of particle statistics and classical non-separability
我们表明，一个系统的三个被困的超冷和强相互作用的原子在一维可以模拟使用光纤的梯度折射率分布和薄金属板。虽然单量子粒子的波动性质导致了与经典光学的直接和众所周知的类比，但对于具有不受限制统计的相互作用多粒子系统，这种类比并不简单。在这里，我们通过使用离散群理论研究了光纤本征态中存在的对称性，并表明，通过空间调制入射场，可以选择原子统计，即，模拟三个玻色子、费米子或两个玻色子或费米子加上一个额外的可区分粒子的系统。我们还表明，该光学系统是能够产生类似于在类似的原子系统中发现的经典不可分性。
2019-12-02 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
Optical instabilities in three-level lambda and V system inside double-cavity
我们获得了在低输入光水平下，由竞争合作路径引起的全光耦合系统的光学不稳定性。特别是对于三能级原子系统中的λ和V配置与两个独立的腔模相互作用，我们确定的必要条件相关的非相干路径所需的不稳定性。不稳定性的出现，当涉及到的原子态的跃迁是泄漏的，并有大量的人口，其中的非相干过程的不利影响的合作行为的原子系综。
2013-04-29 nlin.CD physics.optics quant-ph
Sub-wavelength microwave electric field imaging using Rydberg atoms inside atomic vapor cells
最近我们利用里德伯原子电磁感应透明原理，证明了蒸气室中的碱金属原子可以作为微波电场强度和极化的高精度标准。在这里，我们表明，第一次，里德伯原子电磁诱导透明可以用来成像微波电场以前所未有的精度。该方法的空间分辨率远达亚波长范围。电场分辨率与我们在先前实验中证明的分辨率相似。我们的实验结果与有限元计算的测试电场图案。
2014-03-14 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Enhancing fiber atom interferometer by in-fiber laser cooling
我们演示了一个惯性敏感的原子干涉仪的光引导内的22厘米长的负曲率空芯光子晶体光纤与干涉时间为20毫秒的结果，由三个数量级以前的光纤引导原子干涉仪的时间。这一改进源于光纤内Λ增强灰糖蜜和delta-kick冷却的实现，在4 ms内将原子从32 μK冷却到1 μK以下。光纤内冷却克服了原子加载过程中不可避免的加热，并允许浅引导光学势以最小化退相干。我们的研究结果允许使原子接近源场进行传感，并可能导致紧凑的惯性量子传感器与亚毫米分辨率。
2021-12-19 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Micro lensing induced lineshapes in a single mode cold-atom hollow-core fiber interface
我们报告的观察强传输线的形状改变冷原子空芯光纤接口。我们发现，这可能导致一个显着高估的分配共振光学深度高原子密度。通过模拟光束在非均匀色散介质中的传播，我们将观察结果归因于原子系综中的微透镜效应以及原子-光纤界面的模式选择。里德伯EIT线形状的研究证实了这种方法。
2018-05-29 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Efficient Guiding of Cold Atoms though a Photonic Band Gap Fiber
我们展示了第一次引导冷原子通过一个88毫米长的光子带隙光纤。导势是由在12 μ m空芯光纤内传播的远场共振偶极阱产生的。我们从暗斑85-Rb磁光阱加载光纤，并在1.5 m/s的速度下观察到超过10^5原子/s的峰值通量。与一个额外的水库光学偶极陷阱，一个恒定的原子通量为1.5 - 10^4原子/秒持续超过150\，ms。这些结果开辟了有趣的可能性，研究非线性光-物质相互作用在一个近一维的几何形状，并铺平了道路，引导物质波干涉。
2010-10-01 physics.atom-ph quant-ph
Single atom trapping and control inside a nanosize photonic crystal cavity
我们分析了在光子晶体中形成的纳米尺寸的腔中捕获、控制和加载单个原子的可能性。我们考虑一个一维纳米梁晶体，它具有两个接近简并的局域模，模极大值位于中心气隙处，形成一个模体积<λ^{3}的腔。对于这个系统，我们发现原子可以被一个与原子跃迁失谐的模捕获，并由第二共振模控制。我们表明，原子运动可以使用腔增强射频西西弗斯冷却冷却。我们还讨论了如何利用短波长光镊将原子加载到纳米晶体的气隙中。
2013-01-22 physics.atom-ph quant-ph
Enhancement of the quadrupole interaction of an atom with guided light of an ultrathin optical fiber
研究了碱金属原子与真空包层单模光纤中基模和高阶模光场的电四极相互作用。我们计算了四极拉比频率，四极振子强度，以及它们的增强因子。以铷-87原子为例，研究了四极拉比频率与跃迁的量子数、模式类型、相位循环方向、传输方向、量子化轴的取向、原子位置和光纤半径的关系。我们发现，均方根（rms）的四极拉比频率迅速降低，但四极振子强度随径向距离的增加而变化缓慢。我们发现，均方根拉比频率和振子强度的增强因子不依赖于任何内部原子态的特性，除了原子的跃迁频率。即使原子远离光纤，振子强度的增强因子也是显著的。我们发现，在原子位于光纤表面的情况下，准圆偏振基模HE $_{11}$的振子强度在光纤半径$a\simeq 107$ nm处有一个局部最小值，并且在$a<498.2$ nm区域大于准圆偏振高阶混合模、TE模和TM模的振子强度。
2017-09-20 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Manipulating cold atoms through a high-resolution compact system based on a multimode fiber
为了在空间受限的量子工程平台上操纵冷原子，我们研制了一种无透镜光学系统，其分辨率为$\sim$ 1 $μ$ m，横向尺寸仅为225 $μ$ m。我们使用具有高数值孔径的多模光纤，它直接将光引导到超高真空系统内。空间光调制器允许我们在真空光纤端通过数字光学相位共轭产生控制光束。作为演示，我们使用该系统的光学传输冷原子向在真空中的光纤端，加载它们在光学微陷阱和重新冷却它们在光学糖蜜。这项工作为将冷原子与其他光学，电子或光学机械系统相结合的装置开辟了新的前景，这些系统具有有限的光学通道。
2019-11-29 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Storage and retrieval of a light in telecomband in a cold atomic ensemble
电信光子由于其在光纤中较低的传输损耗而成为基于光纤的量子网络中合适的信息载体。由于缺乏合适的原子系统，连接不同存储器的光子通常在近红外波段，因此需要对光子在远红外波段的频率进行转换，以实现原子存储器与光子载体的接口。为了实现这一点，必须考虑两个原子或其他系统来实现频率转换，此外，还需要一个原子系统作为存储介质。因此，在远传波段存储光子的能力是一个有趣和令人兴奋的话题。在这项工作中，我们给出了第一个实验证明的原则，存储在远动波段的光。在冷原子系综中，通过倒Y组态，电信光被直接存储，然后通过两个非线性过程被提取，因此不需要其他方案中存储器和光子之间的接口。我们相信我们的工作可能为长距离量子通信开辟一条新的途径。
2012-10-15 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Long Light Storage Time in an Optical Fiber
光纤中的光存储是量子光延迟线技术中的一个有吸引力的部件。尽管硅芯光纤在传输宽带光信号方面表现出色，但调整其色散特性以减慢光脉冲或将其存储在硅芯中长延迟时间是具有挑战性的。利用色散相干介质与光纤耦合可以实现长光延迟。在这里，我们加载冷Rb原子蒸气到空芯光子晶体光纤内的光阱，并存储在由原子形成的长寿命自旋波的光的相位，并使用电磁诱导透明（EIT）在完全可控的延迟时间后恢复它。我们实现了超过50 ms的存储时间，结果相当于光纤中8.7x10^-5 dB s^-1的传播损耗。我们的演示可用于缓冲和调节远程网络之间的经典和量子信息流。
2020-09-11 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
