1 华南师范大学物理与电信工程学院，广东省量子调控工程与材料重点实验室，广东 广州 510006
2 华南师范大学物理前沿科学研究院，粤港量子物质联合实验室，广东 广州 510006
近年来，基于里德堡原子的微波电场测量研究进展迅速，将光学平台上的原子微波电场测量系统一体化和集成化是工程应用的前提条件。据此，本文介绍了里德堡原子微波电场测量原理以及确定跃迁共振频率的方法，同时结合852 nm激光调制转移稳频和509 nm激光电磁诱导透明稳频方案研制了可搬运的原子微波电场测量仪。利用此仪器，演示了直接溯源至国际标准单位制的微波电场测量以及微弱微波信号的探测。
电磁诱导透明 里德堡原子 微波测电学 原子相干性 激光与光电子学进展
2023, 60(11): 1106022
1 山西大学 光电研究所,量子光学与光量子器件国家重点实验室,山西 太原 030006
2 浙江大学 物理系,光学研究所,浙江 杭州 310027
提出了一种利用原子系统的关联相位涨落调控量子干涉的方法。原子之间的碰撞以及原子与外界热库的耦合会导致原子能级产生随机的相位涨落。研究了不同能级的相位涨落的强度和他们之间的关联对原子相干性和量子干涉的影响。结果表明,正关联相位涨落可以增强相消量子干涉(探针光的吸收减弱),而反关联相位涨落可以增强相长量子干涉(吸收增强)。在特定条件下量子干涉消失,原子对探针光的响应由Autler-Townes分裂决定。最后,研究了耦合光Rabi频率对量子干涉的影响。当耦合光较弱时,可以利用原子能级的关联相位涨落有效地调控量子干涉;当耦合光很强时,量子干涉非常弱,可以被忽略。
量子干涉 Autler-Townes分裂 电磁诱导透明 原子相干性 quantum interference autler-Townes splitting electromagnetically induced transparency atomic coherence
采用腔透射谱法测量了Λ型三能级系统的五阶克尔非线性系数。对二能级和Λ型三能级系统的五阶非线性系数进行数值模拟，比较发现，原子相干对非线性系数具有增强作用。同时将三阶和五阶极化率的模拟结果与测量结果进行对比，发现两者具有很好的一致性。
非线性光学 原子相干 电磁诱导透明 非线性系数 腔透射谱法
1 中国科学院国家授时中心时间频率基准重点实验室， 陕西 西安 710600
2 中国科学院大学， 北京 100049
以磁光阱中的锶冷原子为介质，对三重态双耦合场下的伞型结构电磁诱导透明(EIT)效应进行了实验观测。对实验中涉及到的抽运激光采用Pound-Drever-Hall稳频技术和注入锁定技术，对弱探测光进行功率稳定，提高了实验的观测精度。实验结果证明,耦合光的失谐量对三重态EIT有较大影响，且该EIT线形是两个Λ型结构EIT线形的简单叠加。
原子与分子物理学 量子光学 电磁诱导透明 原子相干 三重态
采用密度矩阵方程,分别在引入耦合场线宽和强度、探测场频率变化以及耦合场频率与探测场频率之比变化的条件下,数值计算了双简并四能级原子系统中介质对探测场的吸收(增益)和相位光栅衍射效率的影响。结果表明:耦合场线宽的增大削弱了简并四能级原子相干;不考虑耦合场线宽(R=0)时的增益和衍射效率比考虑耦合场线宽(R≠0)时的大,在耦合光频率与探测光频率之比为ΩcΩp≈400时衍射效率最大可达到35％。
耦合场线宽 原子相干 电磁感应吸收 衍射效率 coupling-field linewidth atomic coherence intensities electromagmetic inductionabsorption diffraction efficiency
山西大学 光电研究所, 量子光学与光量子器件国家重点实验室, 山西 太原 030006
基于原子相干效应, 研究了在驻波场作用下原子介质的吸收和折射率的周期性调制所产生的周期性微结构特性及其操控。实验结果表明, 在驻波场作用下原子介质存在与光子晶体同样的光子带隙特性, 而且可通过调节形成驻波的两束光的频率差实现对其光子带隙位置的操控, 实现了光子带隙20MHz的频率移动。
原子相干 光子带隙 光子晶体 光学操控 atomic coherence photonic bandgap photonic crystal optical manipulation
1 山西大学光电研究所量子光学与光量子器件国家重点实验室， 山西 太原 030006
2 合肥工业大学电子科学与应用物理学院， 安徽 合肥 230009
3 华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室, 上海 200062
设计并实现了频差为9.2 GHz的两束光在三镜环形腔内的双共振频率锁定及输出两束光的空间分离。当腔长精确控制为391.3 mm时，频差9.2 GHz的两束光在三镜环形腔内达到双共振。与此同时，利用不等臂马赫-曾德尔(M-Z)干涉仪，在两臂光程差为81.5 mm且相位差为π/2时，实现了对两束光的空间分离。该装置为实现腔内原子相干效应介质中的光量子态交换奠定了实验基础。
原子与分子物理 双共振 不等臂马赫-曾德尔干涉仪 原子相干效应
1 中国科学院国家授时中心时间频率基准重点实验室, 陕西 西安 710600
2 中国科学院大学, 北京 100049
在热原子束中利用锶原子互组跃迁塞曼子能级构成的V型能级结构，通过荧光观测实验研究了互组跃迁中的原子相干效应。对互组跃迁简并能级构成的V型能级结构的电磁诱导透明(EIT)效应进行了理论计算，且详细分析了耦合光失谐、线宽和拉比频率对互组跃迁EIT效应的影响。实验测量了不同耦合光失谐和功率条件下的互组跃迁电磁诱导透明效应。
量子光学 电磁诱导透明 原子相干 互组跃迁
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室，吉林 长春 130033
为提高光栅的衍射效率，提出了基于主动拉曼效应的超冷原子光栅系统。理论研究表明：通过拉曼增益的空间周期性调节，可有效地将沿垂直光栅方向传播的弱探测光衍射到一级方向，同时零级衍射光将被放大。当系统中引进微波场的原子相干效应时，可以进一步提高光栅的一级衍射效率。在一定的条件下，拉曼增益光栅的一级衍射效率可高于电磁诱导相位光栅的一级衍射效率。该系统可作为高效光开关用于全光网络。
超冷原子 主动拉曼增益 衍射光栅 原子相干 一级衍射效率 ultracold atomic medium active Raman gain diffraction grating atomic coherence first-order diffraction efficiency
研究了一个由两个同向驻波场和一个微波场相干驱动的五能级87Rb原子系统，并在探测场共振频率处实现了可调谐三光子带隙。 利用激光场与多能级原子系综相互作用的密度矩阵方程，结合光脉冲在具有空间周期性介质中的相干传输矩阵理论，推导出了描述相干原子系统稳态条件下的反射谱和透射谱。由数值模拟发现，通过改变驱动场的失谐和拉比频率可以动力学地调控光子带隙的位置和宽度，而且这种相干诱导三光子带隙能够同时操控三个不同中心频率光脉冲的传播。
量子光学 原子相干 光脉冲传播
