Laser Induced Condensation of Trapped Bosonic Gases
我们证明了一个适当的激光脉冲序列允许压缩气体的被困玻色子原子到一个任意的陷阱水平。这种冷凝是鲁棒的，可以在实验上可行的陷阱，并可能导致多稳态和滞后现象。
1998-12-12 quant-ph
Optomechanical laser cooling with mechanical modulations
本文从理论上研究了谐振频率和阻尼随时间变化时腔体光力学的激光冷却问题。在弱光-机耦合区，我们用绝热近似推广了激光冷却理论。我们讨论了冷却动力学的修改，并将其与在宽范围的调制频率的数值模拟进行比较。
2014-12-15 quant-ph
Noisy quadrature of squeezed light and laser cooling
原子的激光冷却是多普勒频移、光频移和偏振梯度共同作用的结果。这些基本上都是不良现象。然而，它们的结合有益地实现了激光冷却和原子的捕获。本文讨论了原子偶极矩衰减为噪声正交的压缩光场作用下原子的激光冷却。我们表明，原子的偶极矩到嘈杂的正交，这也是一个不希望的效果，更高的衰减率可能有助于实现更大的冷却力相对于一个-相对于正常的激光。
2008-07-01 quant-ph
A rate equation approach to cavity mediated laser cooling
腔介导的激光冷却的冷却速率与Lamb-Dicke参数η的平方成比例。因此，对冷却过程的正确分析需要考虑系统动力学中直到eta ^2的项。在本文中，我们提出了这样一个标准的情况下的腔介导的激光冷却eta << 1的分析。我们的研究结果证实，有普通和腔介导的激光冷却之间的许多相似之处。然而，对于一个弱约束的粒子内的强耦合腔，这是最有趣的情况下，冷却的分子，数值结果表明，甚至需要更详细的计算，以准确地模拟冷却过程。
2012-07-09 quant-ph
Fundamental Limits of Feedback Cooling Ultracold Atomic Gases
Australian National University（澳大利亚国立大学）
本研究探究量子反馈控制冷却超冷原子气体的可行性，构建模型明确其受密度涨落可见度等因素限制的基本极限，证实该方法可快速冷却准二维高温热云且原子损失小，为实现新冷却机制提供路径。
2024-06-13 cond-mat.quant-gas quant-ph
Laser cooling of a trapped particle with increased Rabi frequencies
本文分析了单个粒子在简谐阱中的冷却问题，采用了比以往文献中更少的近似。我们避免了原子激发态的绝热消除，但仍然对Lamb-Dicke参数$η\ll 1$感兴趣。我们的研究结果表明，拉比频率的冷却激光器可以选择高于先前假设的，从而增加了有效的冷却速率，但{\em不}影响冷却过程的最终结果。由于激光冷却已经是一个完善的实验技术，本文的主要目的是提出一个模型，可以扩展到更复杂的情况下，如腔介导的激光冷却。
2011-10-14 quant-ph
Remark on laser linewidth hazard in opto-mechanical cooling
我讨论的鲁棒性的泵浦腔动力学对激光器的相位扩散，并得出结论，光学机械冷却具有极端的灵敏度相比，激光冷却的原子。通过单腔的基态光机械冷却的某些建议将需要不切实际的尖锐激光线宽或等效地非常低水平的相位噪声。一个系统的方法来消除经典的多余的相位噪声是干涉双腔泵浦，开始为未来的引力波探测器的光学捕获的宏镜。
2008-07-23 quant-ph
Laser cooling in the Penning trap: an analytical model for cooling rates in the presence of an axializing field
储存在潘宁阱中的离子在量子信息处理领域可能有有用的应用。然而，存在与这些阱中离子的径向运动之一，即磁控管运动的激光冷却相关联的困难。与两个径向运动频率之和谐振的小射频四极电势的应用已被示出耦合这些运动并导致更有效的激光冷却。我们提出了一个分析模型，使我们能够确定激光冷却率存在这样一个“轴向”字段。发现该场导致两种运动的激光冷却速率的平均，从而提高了整体激光冷却效率。该模型还预测了由于轴向场的运动频率的变化，这些变化与最近实验中测得的结果定性一致。通过研究冷却离子对近共振激发场的相位响应，可以用实验方法确定激光冷却速率。利用本文建立的模型，我们研究了轴向场存在时的预期相位响应。
2007-09-24 quant-ph
Enhancement of laser cooling by the use of magnetic gradients
提出了一种利用激光耦合和磁场梯度场相结合的激光冷却方案。在一个Schribert-Wolff变换的图像中，这种设置完全取消了载波和蓝边带项，从而与标准冷却方案（例如边带冷却）相比改善了冷却行为，并允许冷却到振动基态。给出了最佳冷却速率的条件，并讨论了不同Lamb-Dicke参数和自发衰变速率下的冷却行为。使用新的冷却方法，实现了一个数量级小于捕获频率的冷却速率。此外，该计划被证明是强大的偏差下的最佳参数，而且还提供了良好的冷却速率，在多粒子的情况下。
2011-03-17 quant-ph
Cavity Assisted Nondestructive Laser Cooling of Atomic Qubits
我们分析了两种结构的激光冷却的中性原子的内部状态存储量子比特。原子被困在放置在腔内的光晶格中。我们表明，原子的阻尼腔模的耦合可以提供一种机制，导致冷却的运动，而不破坏量子信息。
2004-02-18 quant-ph
Experimental demonstration of ground state laser cooling with electromagnetically induced transparency
基态激光冷却的一个单一的陷阱离子是使用一种技术，该技术通过利用电磁诱导的透明度在塞曼结构的偶极跃迁的冷却激光的吸收轮廓。这种新的方法是强大的，易于实现，并证明是特别有用的同时冷却多个运动自由度，这是具有很大的实际意义的量子逻辑方案的实施与囚禁离子。
2000-09-08 quant-ph
Robust and optimal laser cooling of trapped ions
我们提出了一种适用于囚禁原子和离子的快速激光冷却方案。基于量子干涉，由一个特殊的激光配置产生的，它是能够迅速冷却系统，使最终的声子占据消失到零阶的Lamb-Dicke参数，与现有的冷却计划。此外，它在波动的激光强度和频率的条件下是鲁棒的，从而使其成为实验应用的可行候选者。
2009-07-31 quant-ph
Positron cooling via inelastic collisions in CF$_4$ and N$_2$ gases
模拟了CF $_4$和N $_2$气体中正电子通过非弹性碰撞冷却的过程，包括正电子-正电子相互作用.由于分子的对称性，冷却被认为主要是由于CF $_4$（N $_2$）通过振动（旋转）激发的能量损失。对于CF $_4$，发现除了偶极激活模式$ν_3$和$ν_4$之外，还包括偶极非激活$ν_1$模式，可以提供室温热化和精确的冷却时间尺度。由$ν_1$模式实现的组合冷却和正电子-正电子相互作用都有助于正电子动量分布的麦克斯韦化。对于这两种气体的正电子温度的演变被发现是非常符合实验。
2021-05-14 physics.atom-ph quant-ph
Phase noise measurement of external cavity diode lasers and implications for optomechanical sideband cooling of GHz mechanical modes
通过辐射压力动态反作用的腔光机械冷却使得能够实现机械振荡器的基态冷却，只要激光器表现出足够低的相位噪声。在这里，我们调查和测量广泛可调谐外腔二极管激光器，这已被用于一系列最近的纳米光学机械实验，包括基态冷却的过量相位噪声。我们报告了一个明显的频率过剩噪声，其峰值在3.5 GHz附近，约为10^7 rad^2 Hz，归因于二极管激光器的弛豫振荡。测量结果表明，即使在GHz的频率二极管激光器不表现出量子限制的性能。相关的过量反作用可以排除基态冷却，即使在最先进的纳米光学机械系统。
2011-12-29 quant-ph
Low temperature dynamics and laser-cooling of two-species Coulomb chains for quantum logic
本文从量子逻辑的角度研究了囚禁在线性Paul阱中的由两种离子组成的线性离子链的集体振荡性质。我们广泛讨论了链的共振冷却和非谐性对激光冷却和量子信息处理的影响。
2000-05-24 quant-ph
Laser Cooling of two trapped ions: Sideband cooling beyond the Lamb-Dicke limit
本文研究了两个囚禁在谐振势中并受库仑排斥作用的离子的激光冷却。边带冷却的兰姆-迪克制度示出类似于边带冷却的单离子。在Lamb-Dicke区域之外，两种振动模式的不可重复的频率导致准连续的能谱，这显著地改变了冷却动力学。冷却时间随冷却转变线宽的增加而非线性减小，并且可以减缓冷却的俘获态的影响被大大减小。我们表明，冷却到基态也是可能的以外的Lamb-Dicke制度。我们开发的模型，并使用量子蒙特卡罗计算的具体例子。我们表明，速率方程处理是一个很好的近似在所有情况下。
1998-12-07 quant-ph
Atom cooling using the dipole force of a single retroreflected laser beam
本文提出了一种用单镜反射的激光束冷却原子的机制。冷却依赖于偶极力，因此原则上适用于任意折射粒子，包括原子、分子或电介质球。摩擦和平衡温度是由解析微扰法推导出来的。最后，半经典蒙特卡罗模拟进行验证的分析结果。
2009-08-05 quant-ph
Dark Polaron Theory for High Intensity Laser Cooling
Universidad Politécnica de Cartagena（卡塔赫纳理工大学）
研究针对传统囚禁离子激光控制方案局限，提出暗极化子概念，其空间扩展态与拉姆达激光配置解耦，高阶Lamb-Dicke项合并为线性耦合，用于解释高强度激光电磁诱导透明实验中冷却速率受限原因。
2026-07-27 quant-ph
Laser cooling of high temperature oscillator by multi-level system
研究了机械振荡器与耗散三能级系统耦合时的激光冷却。在超出Lamb-Dicke区的背景温度下，我们通过分别研究振子的经典运动和量子动力学来扩展标准冷却分析。在梯形系统冷却，冷却速率下降的数量级在大的经典运动。这种现象导致在热背景下的最终温度的临界转变。与此形成鲜明对比的是，使用$Λ$系统的电磁感应透明（EIT）冷却在高运动激发下产生显著的负冷却速率。在稳态下，振荡器可以表现出冷却和激光行为。我们认为，一个成功的EIT冷却需要一个质量差的振荡器来抑制激光效应，或终止在一个瞬态阶段的冷却过程。
2016-04-01 quant-ph
Double-path dark-state laser cooling in a three-level system
我们提出了一个鲁棒的和快速的激光冷却方案的详细分析[J. Cerrillo等人，物理修订信函104，043003（2010）]中描述的。一种特殊的激光配置，适用于捕获的离子，原子，或量子杠杆，设计了一个双路量子干涉，消除了蓝边带除了载流子跃迁，从而排除了任何加热过程涉及到一个声子的相互作用。因此，冷却实现消失的声子占据的Lamb-Dicke参数展开的一阶。该方案的基础是两种冷却方案的组合作用，这使得该方案在物理参数（如激光强度、失谐或光学接入）的约束下非常灵活，使其成为实验实施的可行候选方案。此外，它比现有的基态冷却方案快得多。它的适用性作为几个离子在一个陷阱和三维冷却的冷却计划。
2018-08-16 quant-ph
Double-EIT ground-state laser cooling without blue-sideband heating
本文讨论了一种基于双电磁感应透明（EIT）和利用三脚架结构四能级原子的囚禁原子或离子的激光冷却方案。附加的第四原子态通过强耦合激光场耦合到通常的单EIT冷却的三能级设置。这有效地允许在待冷却的系统的吸收光谱中创建两个EIT结构，这可以由耦合激光场参数控制以消除载波和蓝边带激发。在Lamb-Dicke膨胀的第一阶中，这抑制了所有的加热过程。因此，与单EIT冷却相比，双EIT方案可以用于将冷却极限降低几乎两个Lamb-Dicke参数的幂。
2004-06-28 quant-ph
Probing positron cooling in noble gases via annihilation $γ$ spectra
用多体理论计算了正电子在惰性气体原子中湮灭的$γ$能谱。该数据与[arXiv：1706.01434（2017）]中确定的随时间变化的正电子动量分布一起用于计算惰性气体中正电子冷却期间产生的随时间变化的$γ$光谱。的$γ$ -光谱和它们的$\bar{S}$和$\bar{W}$形状参数被证明是灵敏的探针的时间演化的正电子动量分布，从而提供了一种手段，研究正电子冷却，是补充正电子寿命谱。
2017-06-29 physics.atom-ph quant-ph
Broadband laser cooling of trapped atoms with ultrafast pulses
利用锁模激光器产生的超快脉冲演示了射频阱中原子离子的宽带激光冷却。单离子的温度是通过观察离子在已知的谐波阱势中的时间平均图像的大小来测量的。虽然观察到的最低温度只有大约1 K，但这种方法有效地冷却了非常热的原子，并且可以充分地定位被捕获的原子，以产生接近衍射极限的原子图像。
2005-07-07 quant-ph
A New Laser Cooling Concept for Molecular Translational Motion
我们提出了一个激光冷却的概念，平移运动的分子，不需要重复的自发发射的每个分子。冷却通过重复三个主要步骤来工作：窄动量宽度的速度选择、速度选择的分子的减速以及减速的分子通过不可逆过程（即通过单个自发发射）的积累。我们开发了一个冷却模型，使分析描述的瞬态人口和熵的总分子系统，质心自由度和内部自由度。模拟表明，冷却过程可以将大的动量宽度减小到最终宽度，该最终宽度原则上可以任意小。冷却后，质心熵减小，内部熵增大。我们表明，平移冷却可以发生在相干激光相互作用。熵的变化与Araki-Lieb不等式一致。
2003-06-04 quant-ph
Comparing cavity and ordinary laser cooling within the Lamb-Dicke regime
空腔介导冷却有可能成为将分子物质冷却到非常低的温度的最有效的技术之一。在本文中，我们分析了相对较大的腔衰减率kappa和相对较大的声子频率nu的单激光驱动的腔冷却。结果表明，在兰姆-迪克近似的有效范围内，腔冷却与普通激光冷却本质上是相同的。这是通过推导一组封闭的速率方程，并计算相应的稳态声子数和冷却速率。例如，当nu比kappa大得多或小得多时，最小定态声子数的标度分别为kappa ^2/16 nu ^2（强约束区）和kappa / 4 nu（弱约束区）。
2010-11-28 quant-ph
Efficient all-optical production of large $^6$Li quantum gases using D$_1$ gray-molasses cooling
我们使用一个灰色的糖蜜操作的D $_1$原子跃迁产生的$^{6}$锂与大量的原子的简并量子气体。这个子多普勒冷却阶段，使我们能够降低初始温度的10 $^9$原子从500到40 $μ$ K在2毫秒。我们观察到，D $_1$冷却仍然有效地进入一个高强度的红外偶极陷阱，其中两个状态的混合物被蒸发，达到简并制度。我们生产的分子玻色-爱因斯坦凝聚的$\times$ 10 $^{5}$分子和弱相互作用的简并费米气体的$7\times$ 10 $^{5}$原子在$T/T_{F}<0.1$与一个典型的实验占空比为11秒。
2014-06-18 cond-mat.quant-gas quant-ph
Laser cooling with electromagnetically induced transparency: Application to trapped samples of ions or neutral atoms
利用量子干涉剪裁的三（或多）能级系统的吸收分布，提出了一种新的基态激光冷却囚禁原子的方法。在冷却速率与常规边带冷却相当的情况下，可以实现较低的最终温度。该方法在实验上实现冷却一个单一的钙$^+$离子到其振动基态。由于可以同时冷却宽频带的振动频率，因此该技术对于冷却较大的离子串将特别有用，从而对于基于捕获离子的量子寄存器的初始化具有重要的实际意义。我们还讨论了它在不同能级方案中的应用以及在大失谐驻波激光场囚禁的中性原子基态冷却中的应用。
2001-07-17 quant-ph
Photon thermalization via laser cooling of atoms
原子运动的激光冷却使得利用冷原子进行各种各样的技术和科学探索成为可能。在这里，我们集中在激光冷却对光子的影响，而不是对原子。具体来说，我们表明，非相互作用的光子可以热化与原子的巨正则系综与非零化学势。这种热化通过由激光冷却过程介导的不同光学模式之间光的散射来实现。虽然光学薄模式导致传统的激光冷却的原子，多重散射的动力学在光学厚模式已更具挑战性的描述。我们发现，在一组适当的限制，多重散射导致热化的光与原子运动的方式，大约保存总光子数之间的激光束和光学厚模式。在这种情况下，对应于热化模式的子系统可由巨正则系综描述，其化学势由单个激光光子的能量设定。我们认为实现这一制度使用二能级原子多普勒冷却，并找到物理上现实的稀土原子的条件。随着光子-光子相互作用的增加，该系统可以为探索多体物理提供新的平台。
2018-09-20 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
Feedback cooling Bose gases to quantum degeneracy
简并量子气体有助于推进多体量子物理学，并支持新兴的精密传感技术。所有最先进的实验都使用蒸发冷却来实现量子简并所需的超冷温度，但蒸发冷却是极其损耗的：超过99.9%的气体被丢弃。这样的最终粒子数限制约束成像分辨率、气体寿命和利用宏观量子相干性的应用。在这里，我们表明，原子玻色气体可以冷却到量子简并使用实时反馈，一个全新的方法，不受蒸发冷却相同的限制。通过新颖的量子场模拟和标度参数，我们证明了初始低冷凝分数热玻色气体可以通过反馈控制冷却到高纯度的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC），与蒸发冷却相比，具有显著更低的原子损失。反馈冷却的优点被发现是不完善的检测，控制和测量的有限分辨率，在控制回路中的时间延迟，和自发发射的鲁棒性。使用反馈冷却来创建具有高相干性和低熵的简并源，可以在精密测量，原子电子学以及少体和多体量子物理学中实现新的能力。
2022-06-10 cond-mat.quant-gas quant-ph
Thermoelectric transport and Peltier cooling of cold atomic gases
这篇简短的评论介绍了冷原子介观物理学的新兴领域，重点是热和“热电”输运，即粒子和熵的耦合输运。我们特别回顾了理论预测和实验观察到的热电效应在这样的系统之间的比较。我们还展示了如何结合精心设计的传输特性和蒸发冷却导致等效的珀尔帖效应与冷原子，这可以被用来作为一个新的冷却程序，提高冷却功率和效率相比，目前使用的蒸发冷却原子气体。这可能会导致新一代的实验，探测超冷费米子原子在低温下的强相关效应。
2016-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Cooling molecular vibrations with shaped laser pulses: Optimal control theory exploiting the timescale separation between coherent excitation and spontaneous emission
采用宽带光泵浦的分子的激光冷却涉及激光激发和自发发射之间的时间尺度分离。在这里，我们优化的光学泵浦步骤，使用成形的激光脉冲。我们推导了两个优化泛函，以驱动人口到那些激发态的水平，具有最大的自发发射率的目标状态。我们表明，当使用最优控制，激光冷却的分子工程，即使弗兰克-康登地图管理的过渡是优先加热，而不是冷却。我们的优化泛函也适用于其他自由度的激光冷却，只要冷却循环由相干激发和耗散去激步骤组成，其时标是分离的。
2013-08-04 physics.atom-ph quant-ph
Positron cooling and annihilation in noble gases
了解气体中正电子冷却的动力学，包括幸存到热化的正电子的比例，对于准确解释正电子寿命谱，对于在陷阱和陷阱中开发有效的正电子冷却以及低温冷却，超高能量分辨率，基于陷阱的正电子束至关重要。在这里，正电子冷却和湮没在惰性气体中使用精确的散射和湮没截面计算\emph{ab initio}与多体理论。结果表明，一个惊人的小比例的正电子存活到热化：$\sim$ 0.1在He中，$\sim$ 0在Ne中（由于冷却有效地停滞在相对深的动量转移截面最小值），$\sim$ 0.15在Ar中，$\sim$ 0.05在Kr中和$\sim$ 0.01在Ar中。对于双光子晶体，随时间变化的湮灭率$\bar{Z}_{\rm eff}(τ)$被证明是高度敏感的耗尽的分布由于湮灭，最终解释了长期存在的差异之间的气体电池和陷阱为基础的测量双光子晶体。的\emph{ab initio}计算使第一次同时探测的散射截面和湮灭率的能量依赖性。总的来说，使用精确的原子数据得到的$\bar{Z}_{\rm eff}(τ)$与除Ne以外的所有稀有气体的实验结果非常一致，因为Ne的实验对热化和/或杂质存在时幸存的正电子的分数的了解不完全。
2017-07-09 physics.atom-ph quant-ph
Laser-induced cooling of broadband heat reservoirs
我们从理论和实验上探索了一种冷却宽带热源的方法，通过激光辅助与二能级原子的碰撞，然后通过它们的荧光。与现有的激光冷却方法相比，这种方法在冷却效率、宽带浴的最低可达温度及其多功能性方面是有利的：它可以冷却任何热源，只要激光与原子共振红失谐。它适用于冷却稠密气体和冷凝介质。
2015-02-27 physics.atom-ph quant-ph
All-optical cooling of Fermi gases via Pauli inhibition of spontaneous emission
基于泡利原理对自发发射的预期抑制，提出了一种将费米气体冷却到量子简并状态的技术。自发发射线宽的减小引起多普勒温度的相应降低，这在特定条件下可能引起失控过程，通过该过程费米子逐渐冷却。该方法需要磁光阱作为冷却系统和光偶极阱的组合来增强量子简并。这导致预期的费米简并因子$T/T_F$与最近实现的最低值相当，具有直接实现光晶格的潜力。这种技术的实验演示也应该间接地提供了泡利不相容原理在原子物理学水平上的宏观表现。
2016-11-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Cooling and thermometry of atomic Fermi gases
我们回顾了冷却技术的现状，旨在实现最深的量子简并原子费米气体。我们首先讨论了一些物理动机，在相关的物理情况下，如寻找非常规的超流态，提供了一个定量评估的需要深量子简并。然后，注意力集中在最广泛的技术，以达到深量子简并费米系统，共振冷却玻色费米混合物，组织根据所涉及的具体物种的讨论。各种建议，以规避实现最深的费米简并的一些限制，和他们的实验实现，然后审查。最后，我们讨论了这些技术的扩展到光晶格和精密测温的实施至关重要的理解费米气体中的经典和量子相变的相图。
2017-10-31 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Laser noise in cavity-optomechanical cooling and thermometry
我们回顾和研究量子和经典波动的作用，在最近的腔光学机械实验，现在已经达到了量子制度（机械声子占有率< 1），使用解决边带激光冷却。特别是，激光噪声加热的机械谐振器和光学转换的机械光谱的形式，修改量子和经典的激光噪声挤压，在各种测量条件下导出。利用这一理论，我们分析了我们最近的基态激光冷却和动态边带不对称实验与纳米光机械晶体谐振器。
2012-10-09 physics.optics quant-ph
A Single Laser System for Ground-State Cooling of 25-Mg+
我们提出了一个单一固体激光器系统冷却，相干操纵和检测$^{25}$镁$^+$离子。相干操纵是通过耦合两个超精细基态水平使用一对远失谐拉曼激光束。用于多普勒冷却和检测的共振光通过电光调制器从同一激光源获得，产生与原子跃迁共振的边带。我们证明了基态冷却的离子在陷阱中的振动模式之一，使用解析边带冷却。通过观察喇曼受激边带跃迁的时间演化，研究和讨论了这种制冷器的制冷性能。该设置是现有最先进系统的主要简化，通常涉及多达三个单独的激光源。
2011-02-22 physics.atom-ph quant-ph
Proposal for laser-cooling of rare-earth ions
激光冷却的效率依赖于所考虑的物质的能谱中存在几乎闭合的光学跃迁循环。在这方面，稀土元素表现出许多转变，这些转变可能引起冷却循环的明显泄漏。在这项工作中，以确定是否激光冷却的单离子化铒$^+$是可行的，我们已经进行了精确的电子结构计算的能量和自发辐射的ErPDMATHABMM的爱因斯坦系数，结合使用\textit{ab initio}和最小二乘拟合技术。我们确定了五个弱的闭合过渡适合激光冷却，其中最广泛的是在千赫范围。对于最强的跃迁，通过模拟自发发射的级联动力学，我们证明了再抽运是必要的，并讨论了可能的再抽运方案。我们希望我们对Er $^+$的详细研究能为像Dy $^+$这样的邻近离子的激光冷却提供一个很好的视角。
2015-08-25 physics.atom-ph quant-ph
Sympathetic EIT laser cooling of motional modes in an ion chain
我们利用电磁感应透明（EIT）激光冷却来冷却线性离子链的运动模式。作为示范，我们对$^{24}Mg^+$离子施加EIT冷却以冷却$^9Be^+$ - $^{24}Mg^+$离子对和$^9Be^+$-$^{24}Mg^+$-$^{24}Mg^+$-$^9Be^+$离子链的轴向模式，从而共感地冷却$^{9}$ $^{+}$离子。与传统拉曼边带冷却的先前实现相比，我们实现了将模式冷却到接近基态所需的持续时间的大约一个数量级的减少，并且所需的激光强度显著降低。
2013-03-07 physics.atom-ph quant-ph
Effective microscopic models for sympathetic cooling of atomic gases
在热浴存在下的系统的热化一直是许多理论研究的主题，特别是在固态物理的框架中。在这种情况下，存在一个大的带宽的频率分布的谐振子schematizing热浴是至关重要的，强调在Caldeira-Leggett模型。相比之下，原子阱中的超冷气体以明确定义的频率振荡，因此似乎不在卡代拉-莱格特范式之内。我们引入相互作用哈密顿，使我们能够适应模型的原子物理学框架。这些模型的内在非线性区分他们从原来的Caldeira-Leggett模型，并要求一个非平凡的稳定性分析，以确定有效的范围内的模型参数。这些模型允许分子动力学模拟的混合物的超冷气体，这是当前的相关性，优化共振冷却退化玻色-费米混合物。
2015-10-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Sub-Doppler laser cooling and magnetic trapping of erbium
我们研究磁光和磁陷铒的冷却机制。我们发现有效的子多普勒冷却在我们的陷阱，它可以坚持即使在大磁场由于近简并的两个朗德g因子。此外，一个连续加载的磁阱证明，我们观察到的温度低于25微开尔文。这些有利的冷却和俘获特性为稀土原子物理学提供了许多科学可能性，包括窄线宽激光冷却和光谱学，独特的碰撞研究，以及具有长程磁偶极耦合的简并玻色子和费米子气体。
2008-02-06 physics.atom-ph quant-ph
Photon spin molasses for laser cooling molecular rotation
小分子的平移运动的激光冷却通过寻址跃迁来执行，所述跃迁确保自发发射不会引起净旋转激发。这将是不可能的，一旦旋转分裂变得可比的操作激发线宽，将发生大分子或宽带宽激光器。我们从理论上表明，在这种制度下，从红色失谐多普勒冷却光的角动量转移也可以施加阻尼扭矩线性分子，冷却旋转到相同的多普勒极限（通常$\approx$ 500 $μ$ K的分子与$\approx$ 10 ns的激发态寿命）。这种冷却过程源自光子自旋，表明标准光学糖蜜也可以在不需要额外实验资源的情况下冷却分子旋转。
2021-11-06 physics.atom-ph quant-ph
Orbital excitation blockade and algorithmic cooling in quantum gases
当受限少体系统中的强相互作用阻止粒子占据否则可到达的量子态时，发生相互作用阻断。封锁现象揭示了量子系统的潜在颗粒性质，并允许检测和操纵组成粒子，无论它们是电子，自旋，原子还是光子。从基于电子库仑阻塞的单电子晶体管到里德伯原子中的量子逻辑门，其应用范围非常广泛。在光晶格中，我们观察到一种新的相互作用阻塞，即超冷原子在轨道间的转移。在这个系统中，原子在相同的晶格位置进行相干碰撞所描述的接触相互作用的强度强烈依赖于原子的轨道波函数。我们诱导相干轨道激发通过调制的晶格深度和观察阶梯型的激发行为，因为我们通过调谐调制频率跨越相互作用分裂共振。作为轨道激发阻断（OEB）的应用，我们提出了一种新的量子气体冷却算法。我们实现的算法冷却利用了一系列可逆的基于OEB的量子操作，这些操作将熵隔离在系统的一部分中，然后是一个不可逆的步骤，从气体中去除熵。这项工作打开了将量子气体冷却到超低熵的大门，并对发展可以在光晶格中模拟的强关联电子系统的微观理解产生了影响。此外，OEB和里德伯原子中的偶极阻塞之间的密切相似性为在具有自然可扩展性的量子计算架构中实现双量子比特门提供了路线图。
2011-10-07 cond-mat.quant-gas quant-ph
Laser Cooling by Sawtooth Wave Adiabatic Passage
我们提供了一个理论分析，最近证明的冷却方法。二能级粒子在与反向传播的激光束相互作用时经历连续的绝热转移，所述激光束在过渡频率上反复扫描。我们表明，窄线宽的过渡粒子可以被冷却到附近的反冲极限。与多普勒冷却相比，这种冷却机制对自发发射的依赖性降低，因此显示出应用于缺乏闭合循环转变的系统（例如分子）的前景。
2018-06-08 physics.atom-ph quant-ph
State selective cooling of $\mathrm{SU}(N)$ Fermi-gases
利用熵重分布理论研究了光晶格绝热加载过程中囚禁$\mathrm{SU}(N)$费米气体的组分选择性冷却过程。使用高温膨胀的哈伯德模型，我们表明，当一个子集$N_A < N$的单原子水平经历了更强的捕获势在一定区域的空间，凹坑，它导致改善冷却相比，只有一个$\mathrm{SU}(N_A)$费米气体。我们发现，当所有原子水平的经验相同的潜在的酒窝外，我们量化的冷却各种$N_A$通过评估的依赖性的最终熵密度和温度作为初始熵的函数时，达到最佳性能。此外，考虑到${}^{87}{\rm Sr}$和${}^{173}{\rm Yb}$的特异性，我们提供了一个定量的讨论，状态选择性捕获可以实现与现成的实验技术。
2021-06-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Spectroscopy of a narrow-line laser cooling transition in atomic dysprosium
超冷中性镝的激光冷却和俘获最近已被证明使用宽，开放的421 nm循环跃迁。Dy在较长波长跃迁上的窄线磁光捕获将使得能够制备适合于加载光学偶极阱和随后的蒸发冷却的超冷Dy样品。我们已经确定了封闭的741 nm的循环过渡作为候选人的窄线冷却的Dy。我们目前的同位素位移，超精细常数A和B，和741 nm跃迁的衰减率的实验数据。此外，我们报告的421 nm跃迁的线宽，这与以前的测量结果一致的测量。我们总结了这些转变的激光冷却特性，以及其他狭窄的循环过渡，可能被证明是有用的冷却Dy。
2010-09-15 physics.atom-ph quant-ph
Laser spectroscopy and cooling of Yb+ ions on a deep-UV transition
在297 nm波长下，对Yb ~+离子的4f 14 6s 2 S_{1/2} -4f 13 5d 6s 3D[3/2]_{1/2}跃迁进行了激光光谱研究。对170 Yb+、172 Yb+、174 Yb+和176 Yb+的频率测量揭示了特定的质量位移以及场位移。此外，我们证明了激光冷却的Yb+离子使用这种转变，并表明，在297 nm的光可以被用作第二步中的中性Yb原子的光电离。
2011-12-02 physics.atom-ph quant-ph
Anisotropic sub-Doppler laser cooling in dysprosium magneto-optical traps
Er和Dy的磁光阱（MOT）由于其激发态和基态Lande g因子的近简并性而表现出布居范围的亚多普勒冷却。我们在这里讨论一个额外的，不寻常的内MOT亚多普勒冷却机制，出现时，总Dy MOT冷却激光强度和磁四极梯度增加超过临界值。具体而言，各向异性子多普勒冷却的核心出现，和他们的方向相对于四极轴翻转在一个临界比率的MOT激光强度沿四极轴与对称平面。这种现象可以追溯到零速度的冷却力沿原子极化方向的四极场的速度选择性共振的损失。我们目前的数据表征这种各向异性的激光冷却现象，并讨论了其起源的基础上非常大的Dy磁矩和Dy的近简并g因子的定性模型。
2010-10-14 physics.atom-ph quant-ph
New Quantum Theory of Laser Cooling Mechanisms
本文应用一个新的薛定谔方程，用新的量子理论方法研究了激光冷却机制，该方程可以描述粒子在保守和非保守力场中的运动。用新的理论证明了激光场中的原子是可以冷却的，并给出了原子冷却温度，与实验结果相吻合。另外，我们给出了原子冷却温度与原子振动频率成正比的新预言。通过计算，我们发现它们是：$T=0.4334ω$。
2012-12-01 physics.atom-ph quant-ph
Prospects for the cavity-assisted laser cooling of molecules
通过光子的自由空间耗散散射来冷却分子被认为是不可行的，这是由于分子固有的大量拉曼损耗通道以及构建多个再泵浦激光系统的高昂费用。已经提出使用光学腔来增强相干瑞利散射到衰减腔模式中作为减轻拉曼损耗的潜在方法，从而使得能够将分子激光冷却到超冷温度。我们讨论了腔辅助激光冷却粒子没有封闭的过渡的可能性，确定必要的条件，以实现有效的冷却，并提出了实验约束的解决方案。具体而言，它示出的协同性远远大于统一的冷却所需的没有损失，这可以通过与腔内自定位的分子的超辐射散射。特别强调的是极性羟基自由基（OH），冷样品，其中很容易从斯塔克减速。
2007-05-24 physics.atom-ph quant-ph
Nearly nondestructive thermometry of labeled cold atoms and application to isotropic laser cooling
我们已经设计并实现了一种简单的方法来确定性地测量冷原子系综的选定部分的温度，我们还开发了一种非破坏性测温形式的升级。其实质是通过操纵内部态来监测标记后的目标冷原子的热膨胀，其无损性质依赖于通过驱动循环跃迁来进行近乎无损的检测。对于受到各向同性激光冷却的冷原子，这种方法具有独特的能力，只寻址外壳内光学检测轴上的原子，这正是我们在原子钟或量子传感等主要应用中所关心的部分。此外，我们的研究结果证实了各向同性激光冷却的亚多普勒冷却特性，并研究了相关的冷却特性。同时，我们采用了最近发展的光学结构与冷却激光注入的空心光束的形式，这有助于提高冷却性能和积累更多的冷原子在中心区域。
2020-06-15 physics.atom-ph quant-ph
Quantum state manipulation and cooling of ultracold molecules
本文综述了将超冷原子缔合为分子量子气体和直接激光冷却两种技术，它们使分子进入量子领域，实现了对分子内、外态的量子操控，为冷分子科学探索开辟了新空间。
2024-05-22 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Multi-frequency telecom fibered laser system for potassium laser cooling
本文描述了一种用于激光冷却钾原子的多频激光系统，它是通过光纤通信光束（$\simeq 1534$或$1540$ ~nm）倍频实现的。基于低功率光纤的电信激光器和组件产生包含冷却和再泵浦半频的单个光束，随后由高功率放大器放大。最后一个自由空间SHG级在准谐振频率（$\simeq 767$或$770$ ~nm）下产生典型为2.5 W的单光束，具有高质量模式，并准备好进行激光冷却。在亚多普勒温度为16~ $μ$ K时，以快速加载时间（2.5 s）捕获了高达$4\times10^9$ $^{41}$ K原子。这为多功能和可运输的超冷原子装置开辟了前景。
2021-09-08 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
