Quantized Media with Absorptive Scatterers and Modified Atomic Emission Rates
在量子力学模型中分析了附近介质中消光效应对激发态原子自发发射率的影响，介质由具有吸收特性的球形散射体组成.使用的并矢格林函数的电磁场附近的一个电介质球导致的发射率的变化作为一系列的多极贡献的解析公式得到的表达式。修正后的发射率作为激发原子和电介质之间的距离的函数的结果表明，吸收和散射过程的影响。
2011-02-14 quant-ph
Spectral Dependence of Coherent Backscattering of Light in a Narrow-Resonance Atomic System
我们报告了一个结合的理论和实验研究的光谱和偏振依赖的近共振辐射相干后向散射从超冷气体的85 Rb原子。在大约6 MHz的范围内对5 s ^{2} S_{1/2} -5 p ^{2} P_{3/2}，F=3 -F '= 4超精细跃迁的测量与基于实验原子密度分布的真实模型的模拟进行了比较。在模拟中，考虑了蒸汽中原子的加热、蒸汽的磁化、有限的光谱带宽和其他非共振超精细跃迁的影响。良好的协议之间的模拟和测量。
2003-05-07 quant-ph
Modified atomic decay rate near absorptive scatterers at finite temperature
从量子力学模型中确定了激发态原子在附近电介质中由消光和热辐射效应引起的衰变率的变化。介质是随机分布的具有吸收特性的热激发球形散射体的集合。的衰减率的修改所描述的一组校正函数的解析表达式获得的总和超过贡献的散射体的多极矩。修正后的衰减率作为激发原子和电介质之间的距离的函数的结果显示的吸收，散射和热辐射过程的影响。其中一些过程被发现是相互抵消的。衰减率的变化进行比较，从有效介质理论，其中离散的散射体被替换为一个连续。
2015-07-03 physics.optics quant-ph
Light transport in cold atoms and thermal decoherence
利用相干后向散射干涉效应，从实验和理论上研究了冷原子蒸气中光的相干输运如何受到原子散射体剩余运动的影响。随着原子云温度的增加，干涉对比度显着降低emphazising的作用，运动诱导的退相干共振散射，即使在温度的子多普勒制度。我们推导出相应的相干时间的解析表达式。
2006-03-17 cond-mat.other quant-ph
Weak localization of light by cold atoms: the impact of quantum internal structure
自安德森的局域化工作以来，在存在无序的情况下波传播的干涉效应已经被广泛研究，如光的相干后向散射（CBS）。在光被无序的热原子样品多次光的散射中，干涉效应通常被快速的原子运动所消除。对于最近观察到CBS的冷原子来说，这不再是正确的。然而，原子的内部结构强烈地影响干涉特性。本文研究了具有任意简并度的原子偶极跃迁的光散射，并研究了它对相干后向散射的影响。我们表明，干涉对比度大大降低。假设一个均匀的统计分布的内部自由度，我们计算分析的单，双散射的强度在弱本地化制度的贡献。所谓的梯形图和交叉图推广到原子的情况下，并允许计算增强因子和后向散射强度分布的偏振光和任何封闭的原子偶极跃迁。
2001-07-05 cond-mat.dis-nn quant-ph
Path Distinguishability in Double Scattering of Light by Atoms
波粒二象性发现了电子或光在无序介质中传播的自然应用，其中对输运的相干校正由两波干涉给出。对于具有内部自由度的散射体，观察到这些校正比无结构散射体预期的要小得多。通过研究一个光子被两个自旋为1/2的原子散射的基本例子--相干后向散射的案例研究--我们证明了干涉强度的损失与散射原子存储的路径信息有关。
2007-04-17 quant-ph
Atomic decay near a quantized medium of absorbing scatterers
利用量子电动力学模型研究了受激原子在既散射又吸收辐射的介质中的衰变。介质由填充有随机分布的一组非重叠球体的半空间表示，所述球体由线性吸收性介电材料组成。的吸收效应描述通过一个量子化的阻尼极化激元理论。据发现，有效的磁化率的散装不完全占介质引起的原子衰变率的变化。事实上，表面效应也有助于改变衰变特性。讨论了散射和吸收在总衰变率中的相互作用。
2010-04-26 physics.optics quant-ph
Scattering laser light on cold atoms: multiple scattering signals from single-atom responses
从单原子方程出发，推导了激光驱动两个相距较远原子的相干后向散射信号。与标准的主方程处理方法相比，这种新方法适用于大量原子散射体的推广。
2009-09-30 physics.atom-ph quant-ph
Elastic vs. inelastic coherent backscattering of laser light by cold atoms: a master equation treatment
详细推导了描述激光与冷原子相干后向散射的主方程。特别是，我们的形式主义帐户的非微扰非线性响应的原子时，注入强度饱和的原子跃迁。对于强激光从两个随机放置的原子多次散射的最简单的非平凡多次散射情形，给出了不同偏振通道中的总后向散射强度和弹性后向散射强度的显式表达式。
2006-08-09 quant-ph
Self-ordering and collective dynamics of transversely illuminated point-scatterers in a 1D trap
我们研究了在纳米光纤或纳米结构的倏逝场中，被限制在一维非常细长的陷阱中的点状可极化粒子。当用相干光横向照射时，集体光散射到传播的纤维模式中引起长程相互作用，并最终使颗粒结晶成规则的顺序。我们开发了一个简单直观的散射矩阵为基础的方法来研究这些长程相互作用的集体散射和由此产生的光诱导自排序。对于少数粒子，我们得到明确的条件自洽稳定有序。在纯粹的色散限制与可忽略的背散射，我们恢复的预测，如以前发现的有效偶极-偶极相互作用模型的等距晶格。我们将我们的模型推广到实验上更现实的配置，包括后向散射，吸收和定向散射不对称性。对于较大的粒子系综，由此产生的自洽粒子场方程可以数值求解，以研究形成的长程序和稳定性限制。
2014-09-18 physics.optics quant-ph
Coherent Two-photon Backscattering and Induced Angular Quantum Correlations in Multiple-Scattered Two-Photon States of the Light
本文研究纯态与混合态双光子多重散射中的相干背散射及角量子关联，揭示其与纠缠、经典关联、散射体排布和材料密度的关系，并提出用量子关联探测纠缠维度。
2024-01-24 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Multiple scattering theory of quasiparticles on a topological insulator surface
建立了拓扑绝缘体（TI）表面圆柱对称势散射的分波多重散射理论。作为应用，讨论了单个散射体和两个散射体的截面。我们发现，有质量的狄拉克费米子在带隙的TI表面上的微分截面的对称性降低，允许后向散射。在总截面$Λ_{tot}$中发现了一个尖锐的共振峰，该共振峰位于带隙TI的带边，这为确定TI表面的带隙以及准粒子的有效质量提供了一种有用的方法.结果表明，在散射体对之间的准粒子散射过程中，干涉效应在截面上是明显的，并且当考虑较高的分波时，在$Λ_{tot}$中引入了额外的共振峰.
2011-12-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Multiple scattering of light by atoms in the weak localization regime
相干后向散射是一种多重散射干涉效应，其增强了无序样品在后向方向上的漫反射。经典地，在精心选择的实验条件下，增强的强度是平均背景的两倍。我们展示了原子散射体的量子内部结构如何导致显著较小的增强。双散射在弱本地化制度的理论结果证实了最近的实验观察。
2000-11-13 cond-mat.dis-nn physics.atom-ph quant-ph
Coherent backscattering under conditions of electromagnetically induced transparency
研究了共振控制场对超冷原子系综中光场弱局域化的影响。稳态和脉冲光激发被认为是。我们表明，控制场的存在下，基本上改变了类型的干涉效应发生在多重散射的条件下。例如，对于某些散射偏振通道，控制场的存在可引起相消干涉，通过该相消干涉，通常被认为大于1的增强因子变得小于1。
2011-02-27 cond-mat.dis-nn physics.atom-ph physics.optics
Collective effects of multi-scatterer on coherent propagation of photon in a two dimensional network
本文研究了单光子与一层或两层二能级原子散射的集体现象。通过对二维耦合腔阵列的光子色散进行建模，解析地推导了单光子的散射几率。发现在单层原子的情况下，原子的集体激发导致单光子散射谱的移动。这种位移与原子系综的密度有关。对于两层原子的情况，出现了层间有效耦合，并导致了单光子散射的类电磁诱导相干现象。我们的结果提供了一种新的二维光子相干输运分析方案，有助于理解当前高能光子被层核材料散射的实验。
2013-07-22 quant-ph
Directional transport along an atomic chain
受最近预测的启发，工程师从原子组件构造波导的色散关系[arXiv：2104.08121]，我们探索在开放的集体量子系统中创建定向传输的可能性。原子波导的光学响应的特征在于通过建立在光电检测理论上的散射矩阵形式主义，使我们能够找到所需的条件，定向模式到模式传输发生，并在实验环境中进行测量。我们发现，定向波导允许通过减少边缘处的后向散射通道来实现光的有效外耦合。这种减少后向散射被认为是发挥了重要作用的动力学时，包括数字混乱。一个定向波导被证明是更强大的本地化，但在成本增加的辐射损失。
2021-11-12 physics.atom-ph quant-ph
Coherent inelastic backscattering of laser light from three isotropic atoms
在保螺旋偏振通道中，研究了二次和三次散射对激光从饱和各向同性原子相干后向散射的影响。使用最近提出的图解泵浦-探测方法，我们解析推导出单原子光谱响应的经典多色驱动场，将它们自洽地结合到双重和三重散射过程，并数值推导出相应的弹性和非弹性光谱，以及总的背散射强度。我们发现，与单独的双散射相比，三重散射贡献的考虑导致相位相干性随着原子跃迁饱和度的增加而衰减得更快，并且与锶原子的实验更好地一致。
2015-04-27 physics.atom-ph quant-ph
Observation of Lasing Mediated by Collective Atomic Recoil
在单向抽运的高$Q$光学环形腔中观察到了频移反向光场的形成。如果通过光学糖蜜对原子施加额外的摩擦力，这种效应就会增强并达到稳定状态。我们观察到的位移的原子加速的动量转移的后向散射过程中，并解释我们的观察集体原子反冲激光。数值模拟结果与实验结果吻合较好。
2004-02-02 quant-ph
Speckle instability: coherent effects in nonlinear disordered media
我们数值研究了非线性点散射体形成的散斑图的性质。我们发现，在弱局域制度，动力学不稳定性出现，最终导致系统的混沌行为。分析了不同系统尺寸和无序度时不稳定性阈值的统计特性，强调了标度律。后者也被发现支配最小的衰减率的线性系统，从而提出了至关重要的干扰效应。即使在混沌状态下，仍然可以观察到相干后向散射，这也强调了这一点。
2008-09-26 cond-mat.mes-hall nlin.CD physics.atom-ph
Weak localization of light in hot atomic vapors
我们从理论上探讨了在热原子蒸气中检测光的弱局部化的可能性，在这种情况下，人们通常期望原子的快速热运动破坏多重散射中的任何干涉。为此，我们计算的相干后向散射峰，假设高温，并考虑到原子散射体的量子能级结构。研究发现，通过在大的激光失谐量下工作和使用具有细长几何形状的小原子盒，可以部分抵消由于热运动引起的退相干。在这些条件下，我们的估计表明，在热蒸汽中的弱本地化应该在实验检测范围内。
2021-10-30 physics.optics quant-ph
Observation of cooperative Mie scattering from an ultracold atomic cloud
在散射体的分布处的光的光的散射是本质上协同的过程，这意味着散射光的散射速率和角分布基本上由分布的体性质（bulk properties）（诸如其尺寸、形状和密度）支配，尽管局部无序和密度波动可能对协同性具有重要影响。通过测量远失谐激光束作用于非常小而密集的超冷原子云的辐射压力，我们能够确定超辐射加速散射速率和Mie散射在合作过程中各自的作用。它们分别导致辐射压力的抑制或增强。我们观察到一个最大的辐射压力作为诱导相移的函数，标记的瑞利-德拜-GANs近似的有效性的边界线从一个政权，其中米氏散射是更复杂的。因此，我们的观察有助于澄清之间的复杂关系的瑞利光的散射在一个粗粒度的合奏的个人散射和米氏散射的堆积密度分布。
2010-04-28 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Multiple scattering of light in cold atomic clouds with a magnetic field
从原子散射体的微观理论出发，描述了光在单原子上的光的散射，研究了光在有磁场B存在的冷原子云中的介观相干传播。给出了磁光效应和光学各向异性在B中的非微扰表达式。然后，我们考虑多次散射制度和解决的相干后向散射（CBS）效应的命运。结果表明，对于自旋为非零的原子，其基态的CBS干涉衬度比B=0时的值有所增加，这一结果与经典样品不同。我们验证我们的理论结果与实验数据的定量比较。
2013-03-28 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Dispersion relations for stationary light in one-dimensional atomic ensembles
本文研究了不同能级方案下一维原子系综的光场色散关系。所有考虑的设置的统一特征是，向前和向后传播的量子场通过所施加的经典驱动器耦合，使得群速度可以在称为“静止光”的效应中消失。我们推导出所有考虑的方案的色散关系，突出它们之间的重要差异。此外，我们表明，额外的控制，可以通过将原子作为离散的散射体，并将它们放置在定义明确的位置。对于后者，多模传输矩阵理论的光的发展。
2016-11-15 quant-ph
Mesoscopic coherence in light scattering from cold, optically dense and disordered atomic systems
本文从理论上评述了冷原子、光密原子和无序原子系统光散射中的相干效应。发展的基本理论工具，然后阐述了通过几个物理原子物理学为基础的过程中，已至少部分实验探索。其中包括从相干后向散射效应、原子气体中的随机激光、量子存储器和光阱机制辅助下的光-原子界面中得出的例证。目前的理解和挑战与过渡到高原子密度和散射过程中的协同性也进行了详细讨论。
2017-01-11 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Coherent and Incoherent Multiple Scattering
我们比较了两种不同的模型中的无序系统与球形高斯分布的散射光的传输。一个耦合偶极子模型，考虑到所有的干扰效应，相比一个不相干的模型，使用粒子的随机行走。除了众所周知的相干后向散射效应和一个很明显的前向瓣，非相干模型再现非常好的所有散射功能。在冷原子的实验中，我们使用施加在样品的质心上的动量反冲作为光散射性质的部分探针。我们发现，在多重散射条件下，作用在原子质心上的力并不能很好地表现光传输中的相干效应。
2014-04-04 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Selective Excitation of Subwavelength Atomic Clouds
一团随机变化位置的稠密原子云表现出相干和非相干散射。我们表明，亚波长尺寸的原子云可以建模为一个单一的散射体，散射光子的相干和非相干分量可以充分解释的基础上有效的多极矩。这个模型使我们能够在能量守恒的基础上得出散射的相干和非相干分量之间的关系。此外，使用四个平面波的叠加，我们表明，一个可以选择性地激发不同的多极矩，从而定制的原子云的散射控制的合作位移，共振线宽，和辐射图案。我们的方法提供了一个新的见解，在原子系综的散射现象，并打开了一条通往控制散射的应用程序，如单光子状态的产生和操纵的途径。
2021-05-23 physics.optics quant-ph
Weak localisation of light by atoms with quantum internal structure
与经典无序介质相比，冷原子相干后向散射中观察到的干涉对比度大大降低。研究了共振原子偶极跃迁简并度对极化光子多重散射的影响。一个分析处理允许导出的平均光强度的扩散系数和去偏振时间，和弱本地化校正的移相时间。计算的CBS信号再现了实验结果。
2003-04-06 cond-mat.dis-nn physics.atom-ph quant-ph
Heisenberg-Langevin approach to driven superradiance
本文提出海森堡-朗之万解析方法研究驱动Dicke超辐射，证明原子低于临界驱动时产生自旋压缩纠缠，而辐射光保持与入射场相同的经典相干态，表明非线性原子系统表现为线性经典散射体。
2023-04-13 quant-ph
Observation of a Cooperative Radiation Force in the Presence of Disorder
由诸如原子系综或电介质球之类的扩展对象对光的合作光的散射与由诸如单个原子之类的许多点状散射体的散射有根本不同。均匀分布的倾向于分散合作，而波动的密度分布增加的混乱和抑制协同性。在原子云中，无序的数量可以通过光学厚度来调整，它的作用可以通过光施加在原子云上的辐射力来研究。监测冷$^{87}\text{Rb}$原子释放的磁光阱，我们提出了第一个实验签名的辐射力减少由于合作散射。结果是在无序和合作主导的制度之间插值的解析表达式一致。
2010-05-27 physics.atom-ph quant-ph
Angular distribution of single photon superradiance in a dilute and cold atomic ensemble
基于量子显微方法，我们研究了脉冲辐射激发的稀疏高斯原子系综余辉的动力学。考虑到电磁场的矢量性质，我们详细分析了这种系综的单光子超辐射的角分布和偏振分布。研究了超辐射角分布与脉冲长度、载波频率以及原子云大小和形状的关系。我们发现，有实质性的依赖于偏振和荧光的方向上的超辐射发射。我们观察到的前向衍射区的区域和相干后向散射锥的区域中的超辐射的基本特性。我们证明，有几个方向的荧光率是几倍以上的定时迪克状态的衰变率。我们还表明，单光子超辐射可以激发非相干激发时，原子的偏振系综缺席。除了量子显微镜的方法，我们分析单光子超辐射的光学厚介质中的非相干多重散射理论（随机游走理论）的基础上。在很短的共振和长的非共振脉冲的情况下，我们推导出简单的解析表达式的非相干荧光在任意方向的单光子超辐射的衰减率。
2017-01-25 physics.atom-ph quant-ph
Rigorous derivation of the triple scattering signal from single-atom responses
利用主方程方法研究了强激光与三个不动二能级原子的相干后向散射。主方程解析求解，三重散射谱表示在求积。我们表明，这种解决方案可以通过一个自洽的单原子光谱响应的组合，并相当于从图解泵探测方法的解决方案。推导了用于模拟激光在体原子介质中多次非弹性散射的单原子积木式的一般表达式。
2012-12-22 physics.atom-ph quant-ph
Optical interpretation of linear-optics superradiance and subradiance
超辐射和亚辐射通常在迪克集体态的框架中描述，这是一个“原子图像”，其中电磁场只提供原子之间的有效相互作用。在这里，我们讨论一个补充图片，其中我们描述的传播和光的散射的原子介质，它提供了一个复杂的磁化率和散射。这种"光学图像“在无序样品的线性光学区域中是有效的，并且主要与低密度相关，此时可以从简单的教科书公式计算磁化率和散射截面。在这幅图中，超辐射是由有效折射率修饰的单个散射事件引起的色散效应，而次辐射是由多次散射引起的。我们提出的数值和实验数据支持我们的解释。
2023-01-06 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Configuration dependent reflection induced by dissipated localized modes
研究了超腔与两个二能级原子耦合的单光子散射问题。随着原子的衰变，我们发现在$Δ=0$处的反射突然下降，对于处于节点-腹节点构型的两个原子，而不是处于腹节点构型的两个原子。其基本机制是由于散射体在$Δ=0$处具有依赖于构型的局域耗散本征模。在节点-反节点结构中，本征模局域在输入端附近，可以将光子输运到SC中，通过激发节点处的原子，光子会由于原子衰变而泄漏到储存库中，从而导致$Δ=0$的反射率突然下降。而在波腹情况下，本征模局限在输出端附近，没有光子可以输运到SC中，导致在$Δ=0$处完全反射。在最近的X射线量子光学实验中已经观察到类似的现象[Nature \textbf{482}，199（2012）]，但是由于电磁诱导的透明性而具有复杂得多的解释。
2016-10-05 quant-ph
Anomalous diffusion and localization in a disorder-free atomic mixture
Istituto Nazionale di Ottica del Consiglio Nazionale delle Ricerche (INO-CNR)（意大利国家光学研究所）；Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Firenze（佛罗伦萨大学物理与天文学系）；European laboratory for Non-Linear Spectroscopy (LENS)（非线性光谱学欧洲实验室）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；LPTMS（理论与实验物质状态物理实验室）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Université Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；LPMMC（低压和分子磁学物理实验室）
研究在无序原子混合物中观察到异常扩散与局域化现象，揭示了量子干涉在其中的关键作用。
2026-01-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Measuring ion oscillations at the quantum level with fluorescence light
本文提出了一种用单声子灵敏度探测原子机械振动的光学方法。测量信号是由单个被捕获的原子离子散射的光与其镜像的光之间的干涉产生的。原子的运动调制干涉路径长度，从而调制光子探测率。我们探测到了原子在多普勒冷却极限下的振荡，并在相空间中重建了原子的平均轨迹。我们证明了EIT冷却后运动的基态附近的单声子灵敏度。这些结果可以应用于其他光散射体的基本利益，如捕获的纳米粒子的运动检测。
2020-09-29 physics.atom-ph quant-ph
