Entanglement of three cavity fields via resonant interactions with dressed three-level atoms
本文研究了三个腔场与缀饰三能级原子系综共振时的纠缠。利用原子缀饰态导出了三个腔模的主方程，并利用van Loock和Furusawa提出的充分判据描述了三个输出腔模的不可分离性。其物理原因是原子相干效应，即场动力学中产生的量子关联。
2013-11-09 quant-ph
On Multiparticle Entanglement via Resonant Interaction between Light and atomic Ensembles
研究了窄带光场与全同二能级原子系综相互作用产生的多粒子纠缠态。依赖于初始光子统计，原子和光子之间的关联可以产生这些系统的纠缠态。研究发现，任意一对原子与单模压缩弱光场相互作用系统的态是不可分的，并且具有抗衰减的鲁棒性。描述了用投影测量法制备原子系综纠缠态的光学方案。
2005-07-06 quant-ph
Atom-Resonant Heralded Single Photons by Interaction-Free Measurement
我们证明了量子存储器的铷共振预示单光子的产生。光子对是通过腔增强下变频产生的，并通过一种新型的基于原子的滤波器将带宽缩小到7 MHz，该滤波器通过“无相互作用测量”原理工作。至少94%的预言光子是原子共振的，这一点通过铷蒸气的直接吸收测量得到了证明。预示的自相关测量示出了$g_c^{(2)}(0)=0.040 \pm 0.012$，即，相对于相干态，多光子贡献被抑制25倍。所产生的先驱光子可以很容易地用于量子存储器和量子网络。
2011-02-02 quant-ph
Quasi-resonant van der Waals interaction between non-identical atoms
本文用含时量子方法计算了一对不同原子间的范德华相互作用，其中一个原子处于初始激发态，另一个原子处于基态。对于小的失谐，在所有距离上的相互作用主要是通过两个原子之间的双共振光子的交换来介导的。我们发现，它提出了时间和空间振荡。空间振荡项取决于两个原子的共振频率，而时间振荡的频率由它们的失谐量给出。我们分析我们的研究结果的物理内容，并讨论在何种程度上以前的冲突固定的方法提供兼容的结果。为了获得正确的结果，对因果关系的适当说明是必不可少的。
2015-06-23 quant-ph
Quantum noise and correlations in resonantly enhanced wave mixing based on atomic coherence
研究了拉曼系统中基于原子相干性的共振增强混频光场的量子特性。我们表明，这样的过程可以用于生成对的斯托克斯和反斯托克斯领域与近乎完美的量子相关性，产生几乎完全（即100%）压缩，而不使用腔。讨论了将波混频相互作用推广到少数相互作用光量子的情形。
1998-11-13 quant-ph
Resonant Energy Exchange between Atoms in Dispersing and Absorbing Surroundings
在宏观电磁场量子化的框架内，导出了描述存在色散和吸收宏观物体时的共振偶极-偶极相互作用（RDDI）和共振原子-场相互作用（RAFI）的主方程，相关耦合用环境辅助格林张量表示.结果表明，在一定条件下，RDDI可以被视为是由一个有效的哈密顿量。该理论适用于原子与光场的弱耦合和强耦合，研究了两个（二能级）原子在初始共受一个激发时的共振能量交换。特别是，它示出，在政权的弱原子场耦合有一个时间窗口，其中的能量转移遵循的转移率定律的类型得到普通的二阶微扰理论。最后，研究了能量转移过程中发射的光谱，并讨论了谱线分裂。
2002-07-03 quant-ph
Near-resonant light scattering by an atom in a state-dependent trap
本文针对态依赖势阱中原子近共振光散射的未充分研究问题，系统分析非对称囚禁对原子-光相互作用的影响，明确加热与截面下降的作用区间，为无法实现对等囚禁的量子光学平台优化提供依据。
2024-01-12 quant-ph
Entanglement in resonant photon scattering
在共振散射过程中，初始与原子不相关的单光子将演化为与原子在其连续动力学变量上纠缠。我们得到了纠缠度与其物理控制参数之间的关系，表明可以通过展宽原子波的尺度或压缩入射单光子脉冲的线宽来获得高纠缠度。
2005-09-03 quant-ph
Resonant interaction of a single atom with single photons from a down-conversion source
我们观察到一个单一的捕获钙离子与单光子产生的窄带，共振下转换源的相互作用[A。Haase等人，选择Lett. 34，55（2009）]，采用量子跳跃方案。利用下转换光谱的温度依赖性和窄源的可调谐性，定量地表征了下转换光子的吸收。
2009-06-09 quant-ph
Photon creation in a resonant cavity with a nonstationary plasma mirror and its detection with Rydberg atoms
本文研究了动态Casimir效应及其在里德伯原子中的探测。光子是在具有半导体板的等离子体镜的谐振腔中产生的，该等离子体镜由周期性激光脉冲照射。正则哈密顿量的产生和湮灭运营商的耦合，这源于外部配置，如非稳态等离子体镜显示明确的时间变化。产生的光子的数量被评估为从具有哈密顿量的海森堡方程压缩。然后，通过原子与光场的相互作用研究了作为原子激发的光子的探测。一些考虑是一个可行的实验实现与半导体等离子体镜。
2010-11-10 quant-ph
Effective Rabi dynamics of Rydberg atoms and robust high-fidelity quantum gates with a resonant amplitude-modulation field
在两个里德伯原子上加一个共振振幅调制场，我们提出了一种里德伯反封锁（RAB）机制，在该机制中，原子的集体基态和激发态之间产生拉比振荡。控制Z门可以通过拉比循环产生。此外，通过修改参数关系，解决了RAB门的几个常见问题。整形脉冲增强了门的保真度和门对控制误差的鲁棒性。放宽了对Rydberg-Rydberg相互作用强度控制精度的要求。此外，原子激发被抑制，因此门对原子衰变的鲁棒性增强。
2020-03-05 quant-ph
Observation of narrow Autler-Townes components in the resonant response of a dense atomic gas
我们在实验上研究了在强激光场作用下，弱探测光从稠密钾原子蒸气中反射的现象。在强激光场诱导的Rabi频率远小于未激发蒸气共振跃迁的自加宽宽度的条件下，我们观察到了Autler-Townes双峰。我们把我们的观察归因于强驱动场对原子退相干的降低。我们提出了一个稠密原子气体中非线性过程的理论模型来解释观测结果。
2008-04-25 quant-ph
Resonant dipole-dipole interaction in the presence of dispersing and absorbing surroundings
在宏观电磁场量子化的框架下，导出了二能级原子间共振偶极-偶极相互作用和原子-场共振相互作用的运动方程和有效哈密顿量，可用于研究任意色散和吸收物质环境对这些相互作用的影响.该理论被应用到最初共享一个单一的激发的两个原子的瞬态行为的研究，特别强调在原子之间的能量转移的虚和实光子交换的两个竞争过程中的作用。特别是，它示出，对于弱原子-场相互作用有一个时间窗口，其中的能量转移遵循的类型由普通的二阶微扰理论获得的速率制度。最后，共振偶极-偶极相互作用被证明是产生一个双重谱的发射光的弱原子-场相互作用和一个三重谱的强原子-场相互作用。
2002-05-10 quant-ph
Enhanced resonant force between two entangled identical atoms in a photonic crystal
我们考虑了光子晶体中两个处于激发态和基态的原子之间的共振相互作用能和力。假设具有相同偶极矩取向的原子处于对称态，并与量子电磁场相互作用。我们考虑了光子晶体的两种具体模型：一维模型和各向同性模型。我们表明，在这两种情况下，共振原子间力可以强烈增强的光子晶体的存在下，作为修改后的色散关系和态密度的结果，特别是如果原子的跃迁频率是接近光子带隙的边缘。详细讨论了光子晶体的两种模型之间的差异，以及与量子半导体线中的两个杂质原子的类似系统的比较。在现实情况下的效果的数值估计进行了讨论。
2014-06-29 quant-ph
Dynamics of physical properties of a single-mode quantized field nonlinearly and non-resonantly interacting with two V-type three-level atoms passing consecutively through a cavity
本文研究了两个全同V型三能级原子在依赖强度耦合下连续通过单模腔场时的非共振相互作用的解析解。通过考虑原子和初始相干光场的初始条件相同，我们得到了整个原子-光场系统态矢量的解析解。这样，我们就可以仔细研究相互作用系统中各种参数对原子布居数反转、原子-光场纠缠、光场压缩、亚泊松统计和Wigner准概率分布函数等物理量的影响。详细地，我们数值讨论了失谐参数和一个特定的非线性函数对上述量的影响，并证明了它们对上述非经典性质的时间行为有实质性的影响。
2022-09-01 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
Generation, characterization and use of atom-resonant indistinguishable photon pairs
我们描述了使用非线性光学技术产生的原子共振不可分辨的光子对，其光谱纯化使用原子滤波器，表征使用多光子干涉，和应用于量子增强传感与原子。使用I型或II型腔增强自发参量下转换，我们产生的光子对的谐振模式的光学腔的线宽相当于6 MHz的自然线宽的D $_1$线的原子铷。调谐腔和泵浦激光器，使得发射发生在与794.7 nm处的D $_1$线谐振的一个模式或一对正交偏振模式中。使用超窄原子频率滤波器将这些频率简并模式的发射与其他腔发射分离，所述超窄原子频率滤波器为具有445 MHz线宽和57 dB带外抑制的法拉第反常色散光学滤波器（FADOF）或具有80 MHz线宽和$\ge$ 35 dB带外抑制的诱导二色性滤波器。利用I型源，我们证明了光子对振幅对相干态的干涉，并提出了一种新的方法来充分表征窄带光子对的时间波函数。与II型源，我们展示了高可见度的超分辨干涉，高保真原子调谐NooN状态，和量子增强传感的原子使用不可区分的光子对。
2015-02-26 quant-ph
Coherent Excitation of a Two-Level Atom driven by a far off-resonant Classical Field: Analytical Solutions
本文给出了一个二能级原子在远离共振经典场驱动下的相干激发的解析处理。得到了一类脉冲包络，使得该问题是精确可解的。用Heun函数的形式给出解，Heun函数是超几何函数的推广。Heun对超几何方程的退化可以从这里得到的广义脉冲形状给出所有高斯超几何形式的精确可解脉冲形状。我们讨论了应用所获得的结果产生的XUV。
2010-02-12 quant-ph
Atomic Solc filter: multi-resonant photoemission via periodic poling of atom-cavity coupling constant
本文描述了一种新的原子-腔相互作用，这种作用是由周期极化的原子-腔耦合常数引起的，在强耦合条件下，初始反转的二能级原子产生多个窄的光电子谱带。发射带通变窄与通过周期性极化的准相位匹配的上下文中的折叠Solc滤波器具有密切的相似性。我们给出了相互作用结束时发射几率的封闭形式解，并推导出该系统的多相位匹配条件，该条件可由相互作用时间编程。布洛赫球分析提供了一个清晰的理解与多重共振在半经典极限的基础原子动力学。此外，我们表明，这种相互作用可以应用于产生的非经典场的亚泊松光子统计。
2009-06-11 quant-ph
Detuned Electromagnetically Induced Transparency in an $N$-type Atom
研究了共振和非共振条件下$N$结构的电磁感应透明。在一定的非共振条件下，重建了与$Λ$组态共振暗态几乎相同的四能级系统暗态。利用光学布洛赫方程，数值和解析地研究了实际的阻尼系统。基于这种失谐暗态，可以实现一些新的频移应用。
2007-11-06 quant-ph
Cross-Kerr effective Hamiltonian for a non-resonant four-level atom
导出了N-组态中四能级原子与三个电磁场相互作用系统的交叉Kerr型有效哈密顿量。当原子弛豫到基态时，在两个弱探测场之间产生交叉克尔非线性。作为早期工作的发展，我们一般表明，原子也将显示线性和自克尔响应。然而，如果满足某些共振条件，则线性和自克尔相互作用将消失。的探测跃迁的电pectibabilities也进行了探讨，它示出了一个大的，纯交叉克尔非线性可以产生与消失的两个探测场的吸收。
2007-11-28 quant-ph
A tunable narrowband entangled photon pair source for resonant single-photon single-atom interaction
我们提出了一个可调谐的，频率稳定的，窄带源的频率简并，纠缠光子对。该源是基于自发参量下转换（SPDC）在极化KTiOPO 4（PPKTP）。它的波长可以稳定到850或854 nm，从而允许解决40 Ca+离子中的两个D-P跃迁。其22 MHz的输出带宽与钙离子的吸收带宽一致。其谱功率密度为1.0产生对/（s MHz mW）。
2008-08-28 quant-ph
Coherent Resonant Coupling between Atoms and a Mechanical Oscillator Mediated by Cavity-Vacuum Fluctuations
我们表明，一个原子可以耦合到一个机械振子通过量子真空涨落的腔场，使它们之间的能量转移过程。在一个由一个带有可移动反射镜的腔谐振器和一个原子组成的混合量子系统中，这些过程由两种对产生机制控制：反向旋转（原子-腔系统）和动态Casimir相互作用项（光机系统）。由于这两个对创建机制，共振原子镜耦合是高阶虚拟过程的结果，不同的过渡路径在我们的理论框架中得到很好的描述。我们对原子镜系统的哈密顿量进行了幺正变换，得到了两种原子对产生的多级跃迁。通过调节原子的频率，我们证明了在多模腔中可以实现光子频率转换。此外，当涉及耦合到相同机械模式的两个原子时，机械振荡器的单个振动激发可以同时被两个原子吸收。考虑到最近的进展，在强和超强耦合的腔光学机械和其他系统，我们相信我们的建议可以实现使用现有的技术。
2023-02-03 quant-ph
Mesoscopic entanglement of atomic ensembles through non-resonant stimulated Raman scattering
提出了一种利用非共振受激拉曼散射产生和验证两原子系综介观纠缠的方案。纠缠可以通过直接检测或平衡零差检测来自两个池的斯托克斯场，在它们在分束器上干涉之后产生。在读出过程中，集体原子场的纠缠可以转移到反斯托克斯场。通过测量反斯托克斯光场的算符矩，我们可以验证纠缠的存在。我们模拟的实际因素，如斯托克斯场探测器的量子效率和附加的热噪声在纠缠产生过程中的影响，和反斯托克斯场的损失在纠缠验证过程中，并找到可实现的制度，其中纠缠可以验证在几十到几百个原子激发的合奏。
2007-03-21 quant-ph
Storage and conversion of quantum-statistical properties of light in the resonant quantum memory on tripod atomic configuration
从理论上分析了基于共振三脚架型原子组态的宽带量子存储的可行性。在这种情况下，信号场的写入同时执行到两个通道中，并且其特征在于原子系综的两个自旋波的激发。从两个通道同时读出的原始信号的量子特性映射到检索脉冲上，不比基于λ型原子配置的存储器的情况差。同时，为操纵与信号脉冲的顺序读出（和/或顺序写入）相关联的量子态开辟了新的可能性。例如，压缩态的脉冲被转换成两个部分纠缠的部分压缩正交脉冲。或者，两个具有正交压缩正交的独立信号脉冲可以被转换成两个纠缠脉冲。
2016-02-07 quant-ph
Collectively enhanced resonant photoionization in a multi-atom ensemble
由于量子路径的相长干涉，原子通过与N个相邻原子的原子间关联的光电离可能会被强烈增强。电离通过相邻原子的共振光激发和随后的原子间库仑衰变进行。这种增强可以与N^2成比例，导致“超增强光电离”。
2011-09-13 physics.atom-ph quant-ph
Generation of GHZ entangled states of photons in multiple cavities via a superconducting qutrit or an atom through resonant interaction
本文提出了一种在n个微波腔（或谐振腔）中通过与单个超导量子的共振相互作用产生n个光子GHZ纠缠态的有效方法。部署qutrit，而不是qubit，作为耦合器，使我们能够使用共振相互作用专门用于所有qutrit-cavity和qutrit-pulse操作。这种独特的方法大大缩短了操作时间，有利于减少量子退相干和腔衰减对协议保真度的不利影响。此外，该协议不涉及对Qutrit或腔光子的状态的测量。我们还表明，该协议可以推广到其他系统中，通过替换超导Qutrit耦合器与不同类型的物理Qutrit，如一个原子的情况下，腔QED，完成同样的任务。
2012-07-30 quant-ph
Scalable $W$-type entanglement resource in neutral-atom arrays with Rydberg-dressed resonant dipole-dipole interaction
虽然里德堡封锁制度提供了自然的设置创建$W$型纠缠冷中性原子，它在这里表明，这种类型的可扩展的纠缠资源，甚至可以在完全不同的物理环境下获得。更准确地说，扭曲$W$态的一个特殊实例--即$π$ -扭曲态--可以在具有里德伯修饰共振偶极-偶极相互作用的冷中性原子的一维阵列中进行设计。特别是，它在这里示出，这是可能的，即使当一个（穿着）里德伯激发耦合到原子的运动自由度在各自的，近谐波的光学偶极微陷阱，这是量子化成色散（零维）玻色子。对于从相关内部原子跃迁的非共振修整激光器的特别选择的（“最佳点”）失谐，里德伯修整量子位的期望的$π$ -扭曲$W$状态是在相关参数的宽窗口中的系统的有效激发-玻色子哈密顿量的基态。同时通过等于单玻色子能量的间隙与其它本征态分离，该$W$态可以使用拉比型驱动协议来制备。相应的准备时间是独立的系统的大小和几个数量级短于相关的原子态的有效寿命。
2021-02-09 quant-ph
Virtual Resonant Emission and Oscillatory Long-Range Tails in van der Waals Interactions of Excited States: QED Treatment and Applications
利用量子电动力学（QED）方法研究了一个基态原子与另一个处于激发态原子的相互作用。一般表达式，适用于任何原子，表示为远程尾巴，这是由于虚拟共振发射和吸收到真空模式，其频率等于过渡频率，以提供较低的躺原子状态。对于其中一个处于激发态的全同原子，我们还讨论了依赖于两原子波函数对称性的混合项（这些波函数在接近时演化为gerade态或ungerade态），并且我们在严格的QED处理中包括了所有的非共振态。为了说明这些发现，我们分析了nD-1 S氢相互作用（n= 8，10，12）的精细结构分辨范德华相互作用，发现数值系数非常大.
2017-04-26 quant-ph
Generation of two-mode entanglement via atomic coherence created by non-resonant dressed-state transitions
在驱动光场作用下，由一个三能级原子和一个双模腔组成的原子-腔系统获得了双模压缩和纠缠。这里利用腔模与原子之间的非共振缀饰态跃迁来得到有效哈密顿量。
2012-10-22 physics.optics quant-ph
Fast entangling gates for Rydberg atoms via resonant dipole-dipole interaction
本文提出一种利用每个原子四个能级和微波驱动共振偶极-偶极相互作用的里德伯原子纠缠门方案，实现无需光学相位调制的受控-Z门，比现有范德瓦尔斯门更快且对里德伯衰变更不敏感，并验证了其对距离波动的鲁棒性。
2025-07-21 quant-ph
Resonantly enhanced photoionization in correlated three-atomic systems
研究了原子样品中相邻原子间的电子-电子共振关联对光电离的修正。样品包含原子种类A和B，其中A的电离势小于B中偶极允许跃迁的能量。原子受到与B中偶极跃迁近共振的外辐射场的作用。因此，原子A的光致电离可能通过两步机制进行：物质B子系统中的光激发，然后是原子间库仑衰变。作为一种基本的原子构型，我们研究了由一个原子A和两个相邻原子B组成的三原子系统A-B-B中的共振光电离。结果表明，在适当的条件下，邻近原子的影响可以强烈地影响光电离过程，包括总几率、时间发展和光电子能谱。特别地，通过将我们的结果分别与孤立原子A和两原子系统A-B的光电离结果进行比较，我们揭示了第三原子所施加的特征影响。
2012-03-09 physics.atom-ph quant-ph
Trapping and cooling single atoms with far-off resonance intracavity doughnut modes
我们研究了使用准共振场和拉盖尔-高斯型远场共振模在光学腔内冷却和俘获单原子的情况。当原子内部基态和激发态以相同的方式移动时，远场共振甜甜圈模提供了一种有效的捕获，这对于腔量子电动力学（QED）系统的量子信息应用特别有用。如谐振器内部准经典运动的全三维模拟所示，可以实现长的捕获时间。
2002-11-15 quant-ph
Analysis of the near-resonant fluorescence spectra of a single rubidium atom localized in a three-dimensional optical lattice
补充信息是最近的工作W。Kim等，关于强Lamb-Dicke区中三维光晶格中单个铷原子近共振谱的物质波隧穿致增宽。
2010-12-07 physics.atom-ph quant-ph
Entanglement on macroscopic scales in a resonantly laser-excited atomic ensemble
研究了弱共振激光场中两组慢二能级原子的纠缠态。所考虑的基团可以通过宏观距离分开，并且是更大的原子系综的一部分。在稀释制度下，对于两个非常遥远的原子群，在平面波激光束中，我们确定了可达到的最大纠缠负性，以及低于它们肯定纠缠的激光强度。它们都随着两组之间距离的增加而减小，但随着组大小的增加而增加。因此，对于给定的激光强度，如果原子足够大，相距很远的原子群必然会纠缠在一起。
2015-03-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optimal strategies for low-noise detection of atoms using resonant frequency modulation spectroscopy in cold atom interferometers
该研究通过含光学饱和、空间变参数及辐射压力的详细模型，理论探究冷原子干涉仪中共振频率调制光谱的最优信噪比参数区间，对比发现其在紧凑型干涉仪中优于荧光成像，但压缩原子源场景下荧光成像更优。
2024-12-10 physics.atom-ph quant-ph
Resonant interaction of trapped cold atoms with a magnetic cantilever tip
利用带有磁性针尖的微悬臂梁激发了激光冷却囚禁Rb原子系综的磁共振。悬臂安装在一个多层芯片上，旨在捕获，冷却和磁性传输冷原子。通过测量磁阱的损耗观察到耦合，因为振荡的悬臂梁诱导原子中的塞曼态跃迁。将冷原子与机械设备连接起来，可以使探测和操纵原子自旋具有纳米空间分辨率和单自旋灵敏度，从而在量子计算、量子模拟或精密传感方面产生新的能力。
2015-03-26 physics.atom-ph quant-ph
Entanglement dynamics of Multi-Level Atoms embedded in Photonic Crystals: Leveraging Resonant Dipole-Dipole Interactions and Quantum Interference
本文研究光子晶体中多能级V型原子系统的纠缠动力学，发现共振偶极-偶极相互作用和量子干涉可调控纠缠保持与振荡，为量子相干控制提供新途径。
2025-10-07 physics.optics quant-ph
State resolved investigation of Förster resonant energy transfer in collisions between polar molecules and Rydberg atoms
我们进行了全面的调查福斯特共振能量转移的氨分子和铷里德伯原子的室温热混合物。通过结合毫米波态转移和态选择场电离，实现了对里德伯原子布居的全态分辨测量。这允许的能量转移过程，如状态依赖性，氨压力的依赖性，并依赖于能量共振条件的方面进行详细研究。我们的结果为将来结合极性分子和里德伯原子的量子实验铺平了道路。
2018-09-03 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Quasi-Contact Forces with Resonant Range Control in Rydberg Atoms
本文提出利用共振驱动里德伯阶梯系统中的相互作用诱导共振，构造尖锐局域、MHz强度且实验可调的准接触势，为并行纠缠门和可定制连通性的晶格哈密顿量模拟提供新途径。
2025-07-23 physics.atom-ph quant-ph
Collapse-revival dynamics and atom-field entanglement in the non-resonant Dicke model
研究了非共振Dicke模型中原子和场相干态的动力学性质。在弱耦合下，初始产物态演化为与原子组态相关的多个场相干态的叠加。这个过程伴随着原子与光场纠缠的建立和衰减，导致拉比振荡的周期性崩溃和复苏。我们提供了一个微扰推导的基本动力学机制，补充旋转波近似共振。两个不同的时间尺度的识别解释了动力学签名如何依赖于原子和场频率之间的失谐的符号，并预测在两种相反的情况下，无论是原子或场猫态的产生。最后，我们讨论了拉比振荡崩溃过程中原子-场纠缠的建立对忽略纠缠的半经典近似的有效性的限制。
2012-04-24 cond-mat.other quant-ph
Near-resonant light scattering by a sub-wavelength ensemble of identical atoms
从理论上研究了亚波长体积中$N$共振原子系综对光的散射。我们考虑的低强度制度，使每个原子线性响应的领域。虽然$N$非相互作用原子对$N^2$的散射大于单个原子，但我们发现，在共振附近，$N$相互作用原子对$N^2$的散射小于单个原子。此外，散射功率呈现出强烈的波动，无论是从一个实现到另一个或当改变激励频率。我们分析了这种违反直觉的行为，从光诱导偶极-偶极相互作用产生的集体模式。我们发现，对于小的样品，它们的性质只取决于它们的体积时，$N\gtrsim 20$。
2019-07-05 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
An excited atom interacting with a Chern insulator: towards a far-field resonant Casimir-Polder repulsion
本文研究了具有单跃迁（电偶极）的碱金属原子与Chern绝缘体的共振Casimir-Polder相互作用。陈氏绝缘体具有非零的时间反演对称性破坏霍尔电导，导致对共振Casimir-Polder相互作用的额外贡献，该相互作用取决于霍尔电导和原子跃迁的圆偏振态之间的耦合。我们发现，共振Casimir-Polder位移可以显着增强的去激励频率附近的值与范霍夫奇性的陈绝缘体。此外，我们还发现，当原子偶极跃迁为右旋圆极化且Chern绝缘体的Chern数为$-1$或原子偶极跃迁为左旋圆极化且Chern数为$1$时，共振Casimir-Polder力在较大的原子-表面距离下会单调衰减并发生排斥.
2022-11-01 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.optics
Resonant atom-field interaction in large-size coupled-cavity arrays
我们考虑一个交错耦合腔阵列，其中每个腔模与一个原子相互作用。与大尺寸阵列的均匀跳跃率的原子动力学被称为冻结在强跳跃制度，我们表明，共振原子场动力学与显着的能量交换的情况下，即使在热力学极限的交错跳跃率。这种效应是由自由光子色散关系中的能隙和能隙中心的离散频率共同产生的。后者对应于一个绑定的正常模式，仅源于有限的阵列长度。取决于哪个腔被激发，要么原子动力学被冻结，要么在束缚光子模式和它的原子类似物之间触发Jaynes-Cummings式的能量交换。由于这些现象对于任何数量的腔都是有效的，因此即使在小尺寸阵列中也易于在实验上观察到。
2011-04-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Near-resonant optical forces beyond the two-level approximation for a continuous source of spin-polarized cold atoms
提出了一种利用原子二极管效应从磁光阱中连续提取和引导自旋极化冷原子的方法。我们表明，它是可能的，以创建一个管道状的潜力，通过重叠的两个光束耦合的两个跃迁的三能级系统在一个阶梯配置。对于碱金属原子，特别是对于$^{87}$ Rb，跃迁的适当选择使得能够产生电势和光泵浦，从而使样品在给定的塞曼状态下偏振。本文将Dalibard和Cohen-Tannoudji的缀饰原子辐射力模型推广到三能级系统。我们推导出的平均力和不同来源的动量扩散的共振，非微扰制度的表达式。我们表明，使用数值模拟，一个显着的部分，最初加载的原子可以引导超过几厘米的输出速度为每秒几米。这将产生适合于原子干涉测量的慢自旋极化原子的准直连续源。
2013-03-14 physics.atom-ph quant-ph
Off-resonant transitions in the collective dynamics of multilevel atomic ensembles
研究了非共振跃迁对N个多能级原子与量子化矢量电磁场相互作用系统动力学行为的贡献。旋转波近似显著简化了描述集体原子动力学的运动方程的推导，但它导致原子-原子相互作用项的色散部分的不正确的表达。对于二能级原子和标量电磁场的情况，如果将光子模频率上的积分扩展为负值，则可以正确地恢复原子-原子相互作用。我们明确地推导出原子-原子相互作用的多能级原子，耦合到全矢量电磁场，我们也恢复在这种一般情况下的有效性所获得的结果的负频率的公式推导与旋转波近似的扩展。
2013-11-28 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Cooperative atomic emission from a line of atoms interacting with a resonant plane surface
本研究利用耦合偶极子模型探讨原子在共振表面附近的合作荧光发射，发现当表面极化激元共振与原子偶极耦合一致时，原子荧光向表面模式的极快衰变会掩盖自由空间中的合作效应，并提出了实验验证方案。
2024-09-23 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Collective shift in resonant light scattering by a one-dimensional atomic chain
实验研究了一维随机填充冷二能级原子链的共振光散射。通过对光沿链散射的局域测量，我们观察到了原子间光诱导偶极-偶极相互作用的相长干涉。尽管平均原子间距离大于光的波长，但它们导致集体共振的位移。这一结果表明，强烈的集体效应可以通过结构化的几何安排的合奏。我们还探讨了高强度制度，原子不能被描述的经典。我们比较我们的测量平均场，非线性耦合偶极模型占一个原子的响应饱和。
2020-05-25 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Dynamic formation of Rydberg aggregates at off-resonant excitation
研究了在非共振激光驱动下超冷二能级原子云的动力学行为。我们发现，共振激发通道导致强烈的尖峰空间相关性与建设的不对称激发结构。这些聚集体可以在整个集合体上延伸，但通常不相对于系统边界局部化。相邻激发之间的特征距离取决于激光失谐量和相互作用势。这些属性导致在空间激发密度，曼德尔$Q$参数，和激发的总数的特征。作为应用，讨论了用里德伯原子实现三原子CSWAP或Fredkin门。该门不仅利用了里德堡封锁，而且还利用了三个原子的非对称几何排列的特殊功能。我们表明，连续波非共振激光驱动是足够的，创造出一个均匀的云所需的空间排列的原子。
2013-10-15 physics.atom-ph quant-ph
Rydberg-State-Resolved Resonant Energy Transfer in Cold Electric-Field-Controlled Intrabeam Collisions of NH$_3$ with Rydberg He Atoms
在$\sim1$ K的平移温度下，利用低于15 V/cm的电场控制了NH-$_3$中的反转子能级到主量子数为$n=38$的三重里德堡态He原子的共振能量转移.实验在NH $_3$的脉冲超声束中进行，在He中以1：19的比例播种。在束流尾部的脉冲放电中制备了亚稳态1 s2 s $^3$ S $_1$能级的He原子。利用重NH $_3$和较轻亚稳He之间的速度滑移，以$\sim70$ m/s的质心碰撞速度进行碰撞研究。利用里德伯态选择性电场电离证实了原子-分子碰撞中的共振能量转移。实验数据进行了比较的基础上的碰撞参量方法的碰撞伙伴之间的共振偶极-偶极相互作用的理论模型。
2020-01-23 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Atomic microwave-to-optical signal transduction via magnetic-field coupling in a resonant microwave cavity
原子蒸气提供了许多机会来操纵跨越宽范围的电磁波谱的电磁信号。这里，具有音频调制的微波信号通过利用原子微波-光学双谐振和由谐振高Q微波腔放大的磁场耦合来对光信号中的信息进行编码。使用这种方法，音频信号被编码为GHz载波中的幅度或频率调制，通过电缆或自由空间传输，通过腔增强的原子-微波相互作用解调，最后，光学检测以提取原始信息。这种原子腔信号转换技术提供了一种强大的手段，通过它在微波场和光场之间传输信息，所有这些都使用相对简单的实验装置，而无需有源电子器件。
2020-01-09 physics.app-ph physics.atom-ph quant-ph
Quantum Interference in Two-Atom Resonant X-ray Scattering of an Intense Attosecond Pulse
Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）
研究两非相互作用Ne+离子在强极紫外脉冲驱动下的共振X射线散射，分析脉冲强度、原子配置和初始电子态对总散射信号的影响，发现共振散射产率高于非共振，信号角依赖性类似双原子结构因子，干涉条纹可见度受脉冲面积和初始电子态影响。
2026-01-05 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Coherent control of atomic excitation using off-resonant strong few-cycle pulses
在非共振波近似下，研究了由非共振周期脉冲驱动的二能级系统的动力学，与多周期脉冲相比，在$t=t_{0}$处有相位跳变$ϕ$。给出了上能级几率幅$|C_{a} (t)|$演化的封闭形式解析解。采用适当的脉冲参数如相位跳变$ϕ$、跳变时间$t_{0}$、脉冲宽度$τ$、频率$ν$和Rabi频率$Ω_{0}$，可以优化脉冲消失后的布居转移，并且对于这里考虑的脉冲，获得了$10^{6}-10^{8}$因子的增强。
2010-09-25 physics.atom-ph quant-ph
Two-center resonant photo ionization
在相邻原子$B$存在的情况下，原子$A$的光电离可以通过$B$的共振激发进行，随后通过双中心电子-电子相关将能量转移到$A$。我们表明，这种双中心机制可以强烈优于直接光电离在纳米核间距，并具有其时间发展和发射电子的光谱的特征。
2010-07-08 physics.atom-ph quant-ph
