Atomic theory methods for the polarization in photon and electron interactions with atoms
本文提出了一种不同于密度矩阵的方法，用于推导极化原子与极化光子和极化电子相互作用的一般表达式。描述所有参与该过程的粒子的极化状态的横截面的表达式是通过不可约张量以展开的形式获得的，不可约张量在方向变化下具有最简单的可能行为。适用于特定的实验条件的一般表达式的应用程序的方式进行了概述，通过推导光电子和俄歇电子的角分布的不对称参数以下光电离，以及光和俄歇电子之间的角相关参数。
2004-11-26 quant-ph
Polarization squeezing with cold atoms
在高精细度光学腔中，研究了近共振线偏振激光束与冷铯原子云的相互作用。我们从理论和实验上证明了由于光跃迁的饱和引起的交叉克尔效应对平均场和正交偏振真空模都产生正交压缩。本文将这种真空压缩解释为偏振压缩，并发展了一种利用本振子测量弱光束量子斯托克斯参量的方法。
2003-05-12 quant-ph
Controlled polarization rotation of an optical field in multi-Zeeman-sublevel atoms
本文从理论和实验两方面研究了具有多个三能级电磁感应透明（EIT）子系统的原子系统中弱线偏振光（探测）场的偏振旋转现象。偏振旋转角可以通过圆偏振耦合光束来控制，这打破了由弱探测光束的左和右圆偏振分量所看到的EIT子系统的数量的对称性。在耦合光功率仅为15 mW的情况下，实现了大偏振旋转角（最大可达45 °）。详细的理论分析，包括不同跃迁的跃迁几率和多普勒展宽，结果与实验测量结果符合良好。
2006-08-30 quant-ph
Steady state of atoms in a resonant field with elliptical polarization
本文给出了任意强度和偏振态的共振辐射场中原子稳态密度矩阵的完整解析表达式和不变表达式。场驱动具有任意值的基态和激发态的角动量$J_{g}$和$J_{e}$的闭合偶极跃迁。稳态密度矩阵表示在由场极化矢量给出的复方向的球谐函数。给出了对宽带辐射情况的推广。我们指出这些结果的各种应用。
2004-03-01 quant-ph
A unifying polarization formalism for electric- and magnetic-multipole interactions
本文将偏振的球张量形式扩展至任意阶电多极与磁多极跃迁，基于球面波展开推导出相互作用算子的张量形式，并成功应用于建模电四极跃迁的辐射各向异性及磁场下的 Hanle 效应。
2024-10-13 astro-ph.SR physics.atom-ph quant-ph
Single-atom quantum memory with degenerate atomic levels
在驱动光场为任意偏振态、共振态原子能级角动量为任意值的条件下，从理论上研究了利用STIRAP方法通过简并态原子存储和恢复单光子偏振态q比特的问题.研究了光子长时存储的几率与驱动场偏振态和原子初始态的关系。
2012-11-01 quant-ph
Optical quantum memory for polarization qubits with V-type three-level atoms
研究了一种基于可控可逆非均匀加宽（CRIB）技术的V型三能级原子光量子存储方案。我们从理论上证明了存储和检索与系统的两个光学跃迁相互作用的弱光脉冲的可能性。该方案实现了一个量子存储器的偏振量子比特-一个单光子在任意偏振状态-而不需要两个空间上分离的两级介质，从而提供了实验的紧凑性克服了由于失配和不平等的效率，可以出现在空间上分离的存储器的限制的优点。原子水平之间的相对相位变化的影响，以及由于，例如，寄生电场和磁场的存在下的相位噪声进行了分析。
2011-12-28 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
Deterministic generation of polarization-entangled photon pairs in a cavity-QED system
我们提出了一个腔QED方案，可以确定性地产生Einstein-Podosky-Rosen偏振纠缠光子对。在经典的$π$偏振泵浦光场辅助下，一个四能级三脚架原子与两个具有偏振简并的高Q光学腔连续耦合。利用原子-腔系统中的受激拉曼绝热通过过程产生偏振纠缠光子对。该方案对原子的自发衰变具有很强的鲁棒性，在量子信息处理中具有潜在的应用价值。
2007-11-11 quant-ph
Polarization Properties of the "Photon Pistol"
研究了利用STIRAP方法通过简并能级原子的确定性单光子发射。得到了出射光子的偏振矩阵的表达式，并考察了它与驱动光场偏振和原子初态的关系。
2012-11-01 quant-ph
Polarization insensitive frequency conversion for an atom-photon entanglement distribution via a telecom network
现有的量子通信光子基础设施的量子网络缺乏足够的量子存储器来保持任意的量子态，以满足采用量子中继算法进行长距离量子通信的需要。原子量子存储通过量子中继器算法实现了亚秒级的存储时间，对应于电信光子1000 km的传输时间。然而，电信光子不能直接访问典型的原子存储器。固态量子频率转换填补了这一波长空白，并增加了更多的能力，例如，频率复用。在这里，我们报告的实验演示偏振不敏感的固态量子频率转换的通信光子从一个短波长的光子纠缠原子系综。利用Sagnac干涉仪中的非线性晶体频率转换器，利用Rb原子系综产生了原子-光子纠缠，并在保持纠缠的同时将光子平移到电信范围。
2017-10-25 quant-ph
Telecom-compatible polarization-to-time-bin conversion of atom-photon entanglement for heterogeneous quantum networks
Universität des Saarlandes（萨尔兰大学）；Zentrum für Quantentechnologien (QuTe)（量子技术中心）；Institut für Quantentechnologien, DLR（德国航空航天中心量子技术研究所）
该研究演示了一种可将原子波长偏振编码的原子-光子纠缠转换为电信C波段时间-bin编码的接口，其保真度达96.3(4.2)%，为异构量子网络提供关键构建模块。
2026-08-03 quant-ph
Role of seeding in the generation of polarization squeezed light by atomic Kerr medium
本文研究了种子光在原子克尔介质产生偏振压缩光中的作用，利用87Rb暖蒸气池实现了-5.2±0.5 dB的噪声压缩，修正后达6.4±0.6 dB。
2024-08-01 quant-ph
Quantum Entanglement and the Two-Photon Stokes Parameters
引入了一种描述光子对偏振纠缠的双光子斯托克斯参量的形式。这导致了双光子偏振度的定义，它描述了两个光子作为一对而不是两个独立光子的程度。这种成对偏振与单个光子的偏振度互补。这里提供的方法有许多优点超过密度矩阵形式主义：它允许一个和两个光子的状态的功能被分离，并提供了一个可视化的混合状态的偏振。
2001-10-30 quant-ph
Polarization Transfer from the Twisted Light to an Atom
当偏振光被原子吸收时，受激原子系统携带着关于光的初始偏振的信息。对于带有轨道角动量的光或扭曲光，偏振态由八个独立的参数描述，而平面波则有三个斯托克斯参数。我们使用的扭转光的自旋密度矩阵的矢量和张量偏振的参数化，在类比大量的自旋1粒子，并推导出公式，定义原子的响应特定的偏振分量的扭转光。结果表明，对于偶极（$S\to P$）原子跃迁，原子的偏振态与入射光的偏振态是一一对应的;然而，对于更高的多极跃迁（$S\to D$，$S\to F$，等），原子的偏振态与入射光的偏振态是不一致的。我们特别注意纵向电场对原子跃迁矩阵元的贡献。
2020-05-14 physics.atom-ph quant-ph
Self-calibrating vector atomic magnetometry through microwave polarization reconstruction
原子磁力仪是测量磁场的最灵敏的方法之一。利用铷原子超精细跃迁的偏振特性，提出了一种将自然标量原子磁强计转换为矢量磁强计的方法。首先，我们使用自校准方法完全确定所施加微波场的极化椭圆，即光原子相互作用提供在正交实验室框架中了解场所需的一切的方法。然后，我们使用极化椭圆作为由麦克斯韦方程组定义的三维参考来测量所施加的静态场的方向。虽然是用被囚禁的原子来演示的，但这种技术可以应用于原子蒸气或各种类似原子的系统。
2018-07-10 physics.atom-ph quant-ph
Polarization dependent non-Hermitian atomic grating controlled by dipole blockade effect
本文提出在超冷铷-87原子系综中利用里德伯阻塞效应和偏振自由度实现可调非厄米原子光栅，产生多种偏振依赖衍射模式并推动非对称光学器件应用。
2024-05-02 physics.atom-ph quant-ph
Polarization gradient cooling of single atoms in optical dipole traps
实验研究了在紧聚焦偶极阱中单个$^{87}$ Rb原子的$σ^-$极化梯度冷却~（PGC），发现冷却极限强烈地依赖于阱场的极化.对于优化的冷却光功率，原子的温度在线偏振阱中达到~ $10.4(6)\,μ$ K，比圆偏振阱低大约五倍。PGC的抑制作用可以用俘获场诱导的虚拟磁场来定性解释。我们进一步证明，开关的陷阱偏振从线性到圆形PGC后只引起轻微的加热。
2017-07-19 physics.atom-ph quant-ph
Polarization induced interference within electromagnetically induced transparency for atoms of double-V linkage
原子内部复杂的能级结构在电磁感应透明（EIT）研究中的作用一直受到人们的关注，原子内部的各种简并塞曼能级通常会产生复杂的跃迁模式。结果表明，通过对原子态和原子跃迁的链接结构的特殊选择，由探针和耦合光的偏振引起的量子干涉的清晰特征可以从典型的EIT现象中显现出来。我们提出研究一个具有双V键模式的四态系统的跃迁，并分析EIT条件下的极化诱导干涉。我们表明，这种干涉自然产生的光场和原子操纵的温和条件下。讨论了它的预期性能及其在偏振自由度全光开关中的潜在应用。此外，我们构建了一个变化形式的双M链接模式，其中偏振诱导干涉使偏振相关的交叉调制入射光之间，可以是有效的，即使在少光子水平。本论文的主题是深入研究一个基本问题：如何构建非平凡的光学介质，使入射光在多光子到少光子的范围内产生偏振相关的非线性光学相互作用。
2017-09-03 physics.atom-ph quant-ph
Few-photon single-atom cavity QED with input-output formalism in Fock Space
描述腔与二能级原子相互作用的Jaynes-Cummings（JC）系统是量子光学中最重要的系统之一。在Fock空间中，利用输入输出理论，我们得到了波导侧耦合JC系统中单光子和双光子输运的解析解。利用这些结果，我们讨论了强耦合和弱耦合两种情况下JC系统作为波导光子开关的条件
2012-08-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Low-entropy states of neutral atoms in polarization-synthesized optical lattices
我们通过利用一种概念上新的光学晶格技术来创建中性原子的低熵态，该技术依赖于高精度，高带宽的光偏振合成。偏振合成的光晶格提供了两个完全可控的光晶格势，它们中的每一个仅将原子限制在两个长寿命超精细态中的任一个中。通过采用一个晶格作为存储寄存器，另一个作为移位寄存器，我们提供了一个概念的证明，使用四个原子的周期性电位的选定区域可以填充一个粒子每个网站。我们希望我们的结果可以扩大到数千个原子采用对数复杂度的原子排序算法，这是由偏振合成光晶格。随后通过边带冷却方法去除振动熵。我们的研究结果铺平了道路，自下而上的方法来创建超低熵态的多体系统。
2016-11-28 cond-mat.quant-gas quant-ph
A Floquet formalism for the interaction of magnetically trapped atoms with rf-fields
采用多模Floquet理论（MMFT）研究了多色射频场与四极磁阱中冷原子的相互作用。在这项工作中，MMFT方法的有效性，首先建立了比较其结果与以前使用的形式主义的情况下，单频和两个频率的射频场。然后，我们使用MMFT的形式主义计算的本征能量和跃迁几率的原子在四极阱和多色射频场相互作用。这种复合原子-光场系统具有晶格态特征能量周期性变化和原子态间大的双光子跃迁几率等特性。因此，这项工作预测的产生的晶格型原子囚禁势使用多色射频场，这可以通过改变射频场参数进行控制。
2017-05-05 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Fast, high-precision optical polarization synthesizer for ultracold-atom experiments
提出了一种精确合成任意偏振态的高调制带宽光的新方法。我们的方法包括叠加两个激光场具有相同的波长，但具有相反的圆偏振，其中每个光场的相位和振幅是单独控制的。我们发现，偏振合成光束达到99.99%的偏振度，这主要是由静态的空间变化的偏振态的光束轮廓的限制。我们还发现，由偏振态的时间涨落引起的退偏振约小2个数量级。在最近的工作中，Robens等人[Phys. Rev. Lett. 118，065302（2017）]展示了偏振合成器的应用，以创建两个独立可控的光晶格，其根据原子的内部自旋状态捕获原子。在这里，我们使用超冷原子的偏振合成光晶格给出一个独立的，在原位演示的偏振合成器的性能。
2018-03-06 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Topology and Polarization of Optical Vortex Fields from Atomic Phased Arrays
该研究建立原子相控阵产生光涡旋的理论，通过雅可比-安格尔展开分析场拓扑与最少阵列单元数，探究矢量涡旋并发现相位奇点附近三维偏振的横向位置特性与辐射距离无关。
2022-11-11 physics.atom-ph quant-ph
Exploiting the local polarization of strongly confined light for sub-micron-resolution internal state preparation and manipulation of cold atoms
强限制光场必然表现出在亚波长尺度上变化的局部偏振。我们证明，这种单一的光学模式可以用来选择性地和同时操纵原子系综，这些原子系综彼此之间的距离小于一微米，并且与光场均匀耦合。该技术是实现与一个光学反射镜，它提供了一个强引导的光学模式和两个直径的铯原子的线性阵列之间的倏逝场接口。利用这一单一的光学模式，两个原子系综可以同时被光学泵浦到相反的塞曼态。此外，状态相关的光位移可以局部不同，从而使两个系综的独立相干操纵。我们的研究结果开辟了在纳米量子光学系统中对原子样品进行高级操作的途径。
2014-08-06 physics.atom-ph quant-ph
Cavity-enhanced polarization rotation measurements for low-disturbance probing of atoms
我们提出并证明了腔增强偏振旋转测量作为一种手段来检测透明介质中的磁效应，在介质的光扰动相等时具有更高的灵敏度。利用琼斯积分，我们计算了含有磁介质的法布里-珀罗腔中的有效极化旋转效应，包括由于封闭窗口或其他源的损耗。结果表明，在测量偏振旋转时，收集透射光相对于收集反射光具有简单、线性度好等优点。我们通过测量$^{87}$ Rb原子系综在单程和腔增强几何中的法拉第旋转来证明该技术，并观察到与理论预测一致的增强。我们还证明了小角度制度的增强旋转计划的散粒噪声限制操作。
2021-11-29 physics.atom-ph quant-ph
Polarization-selective quantum cooperative response in dual-species atom arrays
Institute of Optics and Electronics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院光电技术研究所）；College of Materials Science and Opto-Electronic Technology, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学材料科学与光电技术学院）
该研究通过双物种亚波长原子阵列实现极化选择性量子光调制，利用极化率差异打破对称性，展示可扩展的量子光调控技术。
2026-03-12 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Electron Orbital Angular Momentum Polarization in Neutral Atoms
本文提出结合塞曼效应与阿秒瞬态吸收光谱，通过调节红外-极紫外时间延迟、静磁场强度及偏振-磁场夹角，精确控制中性氦原子中电子轨道角动量极化，为量子信息与自旋电子学等应用提供新途径。
2025-07-03 physics.atom-ph quant-ph
Thermal behavior induced by vacuum polarization on causal horizons in comparison with the standard heat bath formalism
算子代数的模块化理论和相关的KMS属性被用来获得一个统一的描述标准热浴的情况下，从本地化的量子真空波动所造成的热方面。光阵面全息术的一个代数变体揭示了楔形视界上的真空偏振被压缩到光场方向。它们在横向方向上的缺席是一个区域（广义贝肯斯坦-）的熵类措施，揭示了由于限制楔和他们的视野的真空纯度损失的行为的先决条件。除了众所周知的事实，即局域化引起的（广义霍金）温度是固定的几何方面，这方面的行为（相对于标准的体积依赖性）构成局域化引起的和标准的热行为之间的主要区别。
2003-01-16 gr-qc hep-th math-ph
Scattering polarization of hydrogen lines from electric-induced atomic alignment
我们考虑一个由氢原子组成的气体，它被一个宽带的、非偏振的、各向异性为零的辐射所照射。在没有外场的情况下，原子J能级是各向同性的。虽然这种情况下仍然存在的磁场，我们表明，而不是电场可以诱导这些水平的对齐。我们还表明，这种电对准不能发生在一个两项模型的氢（例如，如果仅激发Ly-alpha跃迁），或者如果能级布居根据玻尔兹曼定律分布。
2008-03-11 physics.atom-ph quant-ph
Single Photon Two-Level Atom Interactions in 1-D Dielectric Waveguide: Quantum Mechanical Formalism and Applications
本文提出了一个包含宏观哈密顿量的有效模型来描述一维介质波导中二能级原子与散射光的相互作用。所提出的形式主义，使我们能够将连续介质内的光学介质的变化的效果，同时证明了非经典的推导菲涅耳定律。我们得到了二能级系统的输运特性，探讨了它的高Q带阻滤波特性，并讨论了辐射和非辐射耗散的含义。此外，我们应用我们的形式主义修改的法布里-珀罗干涉仪，并显示其自发发射特性的变化与干涉仪长度。最后，我们结束进一步评论波导和腔量子电动力学之间的联系。
2018-07-04 physics.optics quant-ph
Polarization Bremsstrahlung in collissions of fast ions with multiatomic targets
本文研究了快离子与孤立原子线性链碰撞中的极化韧致辐射过程。我们得到了链中任意数目原子的辐射谱的强度和角分布。结果表明，与与孤立原子碰撞相比，光子辐射振幅的干涉导致了偏振韧致辐射光谱角分布的显著变化。由于辐射或所谓的辐射摩擦的平均能量损失的估计。所得结果可标准地推广到固体表面和固体中快离子通道极化韧致辐射的情况。
2013-01-25 physics.atom-ph quant-ph
Quantum dynamics under coherent and incoherent effects of a spin bath in the Keldysh formalism: application to a spin swapping operation
我们发展了开自旋系统极化动力学的Keldysh形式。我们将其应用于描述NMR交叉极化实验的模型中的两个量子比特状态之间的交换。环境是一组相互作用的自旋。对于环境中的快速波动，解析解显示了密度矩阵的量子主方程的长期近似所错过的效果：取决于系统-环境逃逸率和量子二次短时行为的频率降低。考虑浴相关性的完全记忆产生交换频率的渐进变化。
2005-02-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
In-Situ Dual-Port Polarization Contrast Imaging of Faraday Rotation in a High Optical Depth Ultracold 87Rb Atomic Ensemble
研究了高光深和高光密度对光-原子量子界面性能的影响。提出了一种双端口偏振衬度原位成像方法。这种技术能够补偿由于折射引起的图像失真。我们提出了我们的成像方法作为一种工具来表征原子系综的高容量空间多模量子存储器。超冷致密非均匀铷样品的成像，我们发现高达680的D1线的共振光学深度。测量结果与基于Maxwell-Bloch方程的光-原子相互作用模型进行了比较。我们发现，一个独立的原子假设是不足以解释我们的数据和目前的修正，由于共振偶极-偶极相互作用。
2012-09-03 physics.atm-clus physics.atom-ph quant-ph
Improving Raman velocimetry of laser-cooled cesium atoms by spin-polarization
本文研究了激光冷却、自旋极化铯原子的喇曼测速特性。原子被光抽运到F=4，m=0基态塞曼子能级，该子能级对磁扰动不敏感。高分辨率拉曼受激光谱显示产生傅立叶限制线，允许，在现实的实验条件下，原子速度选择到五十分之一的反冲速度。
2007-02-04 cond-mat.other physics.atom-ph physics.optics
Vacuum polarization in light two-electron atoms and ions
自本文件第一版以来，原文已作了重大修改。最后，我们决定将这份划界案分为两部分。每一个都包括大量的更新和更正。它们被放置在ArXiv上，并有新的编号（见：ArXiv：1110.3433和1111.2303）。
2012-03-26 nucl-th physics.atom-ph quant-ph
Hadronic vacuum polarization effect in muonic atoms
本研究系统探究周期表中μ子原子能级的强子真空极化修正，采用两种核电荷分布模型验证方法一致性，揭示修正值与核半径的关联及高Z下极化比值的稳定性。
2025-09-01 nucl-th physics.atom-ph quant-ph
Evidence against nuclear polarization as source of fine-structure anomalies in muonic atoms
通过考虑μ子$^{90}\mathrm{Zr}$、$^{120}\mathrm{Sn}$和$^{208}\mathrm{Pb}$中的$Δ2p$分裂以及μ子$^{208}\mathrm{Pb}$中的$Δ3p$分裂，重新讨论了μ子原子中精细结构异常的一个长期存在的问题.国家的最先进的技术，从核和原子物理学汇集在一起，以执行最全面的核极化能量变化的计算日期。除了μ子$^{208}\mathrm{Pb}$的更微妙的情况下，结果表明，占主导地位的计算不确定性比理论和实验之间的持续差异小得多。我们的结论是，解决的异常很可能植根于改进的QED校正，甚至其他一些以前无法解释的贡献。
2022-01-24 nucl-th physics.atom-ph quant-ph
