基于冷里德堡原子电磁感应透明的微波电场测量

在磁光阱中利用冷原子温度低,多普勒展宽小的优势获得了窄线宽的里德堡电磁感应透明(EIT)谱峰,结合Autler-Townes分裂效应(EIT-AT分裂)分别测量了多个频率的微波电场强度.结果显示,EIT-AT分裂间距与微波电场强度呈很好的线性关系,EIT-AT分裂方法可测量的微波电场强度线性区的下限可达222μV/cm,这个下限比传统热原子蒸汽池中EIT-AT分裂线性区的下限5 mV/cm提高了大约22倍,这对极弱微波电场的绝对校准非常有帮助.我们进一步利用EIT共振处探测光透过率的变化测量微波电场强度,对应的最小测量值可以小于1μV/cm,相应的灵敏度可达到1μV·cm^-1.Hz^-1/2.这些结果展示了冷原子样品在微波电场测量及其绝对校准方面的优势.     

测量原子里德堡态的新方法——双光子共振非简并四波混频

本文介绍了一种测量原子里德堡态的新方法--具有中间态的双光子共振非简并四波混频,与现代实验方法不同,该方法是纯光学的方法,其光路简单,检测的是相干光,而不是电子或离子信号.当用窄带宽的激光时,该技术对里德堡能级的窄光谱结构可以获得消多普勒的分辨率.     

基于里德堡原子的电场测量

里德堡原子具有大的极化率、低的场电离阈值和大的电偶极矩,对外部电磁场十分敏感,可以用来测量电场强度特别是微波电场的强度. 利用里德堡原子的量子干涉效应(电磁诱导透明和Autler-Townes效应)测量微波电场强度的灵敏度远高于传统采用偶极天线测量微波电场的灵敏度. 此外,里德堡原子电场计 可以溯源到标准物理量,不需要额外校准; 采用玻璃探头,对待测电场干扰少; 灵敏度也不依赖于探头的物理尺寸. 同时,该电场计还可以实现对微波电场的偏振方向的测量, 实现亚波长和近场区域电场成像与测量. 通过选择不同的里德堡能级,可以实现1-500 GHz超宽频段范围内微波电场强度的测量. 主要综述基于里德堡原子的电场精密测量研究, 详细介绍了里德堡原子电场计的原理与实验进展, 并简单讨论了其发展方向.     

里德堡原子微波辐射的亚泊松光子统计

利用Jaynes——Cummings模型研究里德堡原子的微波辐射的光子统计性质,预言了亚泊松光子统计的存在。并分析了亚泊松光子统计的时间演化特征及其对失谐量,耦合系数,温度等参量的依赖关系。     

微波场中里德堡锂原子的高激发跃迁

运用含时多态展开方法研究微波场中里德堡锂原子高激发态的性质,得到锂原子在微波场中的跃迁几率,实现对量子态的操纵与控制。结果表明：选择合适的振幅、频率等参数,可以实现布居数在量子态之间的完全跃迁。     

微波场中里德堡锂原子的高激发跃迁

运用含时多态展开方法研究微波场中里德堡锂原子高激发态的性质,得到锂原子在微波场中的跃迁几率,实现对量子态的操纵与控制.结果表明:选择合适的振幅、频率等参数,可以实现布居数在量子态之间的完全跃迁.     

镁原子里德堡能级的计算

依据最弱受约束电子势模型理论,计算了镁原子1s22s22p63snp 3P2,1,0(n=3～50) 和1s22s22p63sns 3S1 (n=4～50)里德堡系列的能级和量子亏损. 计算结果与已有的33个实验数据符合得很好,预言了136个能级的位置.     

微波调制的里德堡原子集体量子跳跃

对于一个三能级原子体系,原子的两个基态能级通过微波耦合起来,其中一个基态能级可被激发到里德堡态,从而可观察量子跳跃现象.本文采用量子轨线方法研究了微波调制的里德堡原子集体量子跳跃.研究结果表明,微波耦合基态能级可以提高光子关联,增强光子聚束效应,即使较少的原子中也可以观察到系统在高里德堡占据数态和低里德堡占据数态之间的切换.这一结果为将来进一步研究里德堡自旋晶格中的多体动力学提供了新思路.     

基于原子的微波场测量

本文分别综述了基于热原子、冷原子体系的微波场测量的研究进展,以及基于纠缠原子的高灵敏微波电场测量的最新结果。文中详细介绍了基于原子的微波场测量与实验进展,内容主要包括:热原子样品中,利用里德堡原子的电磁感应透明效应和Autler-Townes效应,实现微波电场的场强测量和微波电场空间分布特征的亚波长空间高分辨率成像。冷原子样品中,介绍了相邻里德堡态与微波的相干耦合强度受微波功率的影响,以及通过铷原子基态超精细能级与微波相干耦合振荡,实现基于原子的新型微波功率标准的研究。此外,利用冷原子探针实现微米级空间分辨率的二维微波场场强分布测量。最后我们对采用原子的量子纠缠态提高微波场强探测灵敏度的技术方案进行了讨论,量子纠缠的引入将有望使微波探测的灵敏度突破标准量子极限,获得优于传统雷达探测灵敏度的测量结果。     

镁原子里德堡能级的计算

依据最弱受约束电子势模型理论，计算了镁原子1s22s22p63snp 3P2,1,0(n=3-50) 和1s22s22p63sns 3S1 (n=４-50)里德堡系列能级和量子亏损。计算结果与已有的33个实验数据符合得很好，预言了136个能级的位置。     

铍原子里德堡能级的计算(英文)

依据最弱受约束电子势模型理论,计算了铍原子1s~22sns~1S_0(n=3～50)、1s~22snp~1P_1~0(n=3～50)_和1s~22snd~1D_2(n=3～50)里德堡系列能级和量子亏损.计算结果与已有的实验结果符合得很好.     

超冷里德堡原子的研究进展

超冷里德堡原子的Blockade效应对构建量子逻辑门以及量子信息存储的研究有重要意义。本文介绍了这方面的研究进展,主要包括:超冷里德堡原子之间长程Van de Waals相互作用和偶极-偶极相互作用的机理,由相互作用产生的Blockade效应,并阐述了利用单里德堡原子激发构建量子逻辑门的可能性。     

碱原子高里德堡态的极化率

本文使用一种具有解析解的原子唯象势模型,计算了碱原子Na,K,Rb,Cs里德堡(15≤n≤55)的标量和量极化率,计算结果与实验符合很好。还确定了极化率标度关系α=An^*7+Bn^*6中的系数A和B,由此关系外推所得结果也与实验很好地符合。 关键词：     

铍原子里德堡能级的计算

依据最弱受约束电子势模型及其微扰修正理论,计算了铍原子1s22sns 1S0(n=3-50) 、1s22snp 1P01 (n=3-50) 和1s22snd 1D2(n=3-50)里德堡系列能级和量子亏损。计算结果与已有的实验结果符合得很好。     

超冷里德堡原子的产生以及探测

利用激光冷却与俘获技术获得冷原子,由双光子激发产生超冷里德堡原子,利用场电离法得到了里德堡原子ns和nd态的离子谱图;再将激光波长固定在6p3/2-34d态的共振跃迁线上,得到了离子和里德堡原子的TOF(Time of Flight)图,并对实验结果做了分析.     

Na原子高里德堡态的辐射寿命

用可调谐激光两步激发Ｎａ原子高激发发里德堡态布居，在光激发后施加脉冲电场测量激发态的场电离阈，利用阈值电场和延迟场电离方法测定了ｎｓ（ｎ＝２０～２４）和ｎｄ（ｎ＝１９～２３）态的寿命值，并与计算值进行了比较，对影响寿命的因素作了讨论。     

基于电磁诱导透明效应的无调制里德堡跃迁激光锁频

我们实验上展示了利用室温Rb原子蒸汽池中的电磁诱导透明光谱实现里德堡跃迁激光无调制频率锁定方法。在Rb原子5S_(1/2),5P_(3/2),10D_(3/2)组成的级联三能级系统中,耦合激光工作于原子从中间态5P_(3/2)和里德堡态10D_(3/2)跃迁,探测激光工作于耦合基态5S_(1/2)到中间态5P_(3/2)的跃迁。通过扫描耦合光的频率并测量探测光的光强变化实现EIT信号的监测。我们对探测光进行频率调制,通过解调EIT光谱获得误差信号,并将误差信号经由PID控制电路反馈至激光器进而实现耦合激光频率的锁定。利用这种方法实现了耦合激光的无调制锁频,激光锁定后的残余频率起伏约为1 MHz。这种锁定方法对实现里德堡态原子的高效制备具有重要意义。     

三体里德堡超级原子的关联动力学研究

因为寿命长,并且原子间相互作用容易操控,所以里德堡原子在量子信息与量子光学领域具有极大的吸引力.特别地,偶极阻塞效应成为执行很多量子信息处理任务的物理资源.本文基于严格的偶极阻塞效应,将捕获在三个磁光阱中的二能级里德堡原子系综看作超级原子,在此基础上研究原子数目可调控的三体里德堡超级原子的同相和反相动力学行为,同时实现W态和两种最大纠缠态的制备.本工作在量子操控和量子信息处理方面具有潜在的应用前景.     

高斯型微波脉冲强度和半宽对里德堡钾原子相干跃迁布居的影响

利用含时多态展开方法(the time-dependent multilevel approach, TDML）,计算了脉冲强度及半宽对里德堡钾原子相干跃迁布居数的影响。结果表明,脉冲强度的单纯增加并不能在本质上提高目标态布居数的迁移率。 在脉冲强度及半宽双因素共同作用下,单色激光驱动里德堡钾原子相干激发时,目标态的跃迁几率仅取决于脉冲的强度和半宽乘积。     

高斯型微波脉冲强度和半宽对里德堡钾原子相干跃迁布居的影响

利用含时多态展开方法(the time-dependent multilevel approach, TDML）,计算了脉冲强度及半宽对里德堡钾原子相干跃迁布居数的影响。结果表明,脉冲强度的单纯增加并不能在本质上提高目标态布居数的迁移率。 在脉冲强度及半宽双因素共同作用下,单色激光驱动里德堡钾原子相干激发时,目标态的跃迁几率仅取决于脉冲的强度和半宽乘积。