Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Quantum Optics and Quantum Optics Devices, Institute of Laser Spectroscopy, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
2 Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
We report the experimental realization of dark state atoms trapping in a nanofiber optical lattice. By applying the magic-wavelength trapping potentials of cesium atoms, the AC Stark shifts are strongly suppressed. The dark magneto-optical trap efficiently transfers the cold atoms from bright (6S1/2, F = 4) into dark state (6S1/2, F = 3) for hyperfine energy levels of cesium atoms. The observed transfer efficiency is as high as 98% via saturation measurement. The trapping lifetime of dark state atoms trapped by a nanofiber optical lattice is also investigated, which is the key element for realizing optical storage. This work contributes to the manipulation of atomic electric dipole spin waves and quantum information storage for fiber networks.
nanofiber atomic trapping optical lattice dark state Chinese Optics Letters
2022, 20(2): 020201
西北师范大学物理与电子工程学院，甘肃 兰州 730070
基于广义受激拉曼绝热通道技术，研究超冷异核玻色四原子分子的单路径和多路径转化。建立平均场模型，得到了相应的暗态解和双光子共振条件。比较单路径和多路径方案下的分子转化动力学，发现多路径方案下由于存在不同路径之间的干涉效应，从而可以提高分子转化率，特别对于三路径方案，干涉效应明显，转化率会更高。最后通过改变脉冲强度，研究外场参数对多路径转化的影响，发现此时多路径干涉效应具有两面性：在某些参数区域内表现为相长干涉，能很好地提高分子转化率，但在有些参数区域内表现为相消干涉，从而降低分子转化率。
原子与分子物理学 广义受激拉曼绝热通道 多路径转化 干涉效应 多原子分子 暗态 激光与光电子学进展
2021, 58(11): 1102001
山西大学 物理电子工程学院,山西 太原 030006
本文基于原子-腔复合系统,通过对单次穿过内腔原子的耦合场的调控,实现了在原子共振中心附近,腔透射峰由单暗态向双暗态的转换,即当行波耦合场被驻波代替时,在原子共振中心,单暗态极子峰消失,同时在共振中心两侧会对称出现双暗态极子峰。理论上,结合内腔原子的吸收特性及热原子表现出的多普勒效应,得出速度不为0的原子是导致产生双暗态峰的主要诱因。实验上,通过额外引入一束反向传输的相干泵浦光,使双暗态信号放大8倍左右,有效地提高了隔离比。在此基础上,利用方波脉冲对反向耦合场的调制,实现在单一空间通道上3个不同频率信道(Δp=0,±δ)的高效光控全光开关,该结论可应用于光学二极管及量子逻辑门运算。
全光开关 单暗态 双暗态 多普勒频移 电磁诱导透明 all optical switching single-dark state double-dark state Doppler shift electromagnetically induced transparency
1 太原科技大学 应用科学学院,山西 太原 030024
2 山西大学 激光光谱研究所 量子光学与光量子器件国家重点实验室,山西 太原 030006
本文利用一个具有隧穿耦合效应的四能级结构模型来描述超冷铯原子制备超冷铯分子的过程,理论分析了受激拉曼绝热通道过程中的两激光脉冲参数对铯原子-分子转换效率的影响。结果表明,在原子-分子暗态条件下,通过双色光缔合利用双光子共振条件的最优化处理方法可以使转换效率提高到90％以上,并给出了两激光脉冲参数的最优化区间。另外,通过分析原子态和束缚分子基态上粒子数布居的动力学演化,给出了光场的最优化条件,只有适当的匹配两激光场的有效Rabi频率、延迟系数和脉冲宽度时,才能高效地实现超冷铯原子-分子的相干布居转换。
超冷铯分子 暗态 双光子共振 转换效率 ultracold cesium molecule dark state two-photon resonance conversion efficiency
研究了光子晶体腔链中任意两奇数节点间量子态传输及相位门实现的问题。发现在绝热条件下,通过求解原子和光子晶体腔链耦合模型的暗态,可实现一维光子晶体耦合腔链中两个腔之间二维量子态的传输及可控相位门。在量子态传输的过程中若原子与腔的耦合强度足够大,腔的激发态的布居数小到可以被忽略。最后讨论了腔链的长度与相位门保真度的关系以及腔链的长度、初态的制备、腔的衰减、原子与腔的耦合强度对量子态传输保真度的影响。
光子晶体腔链 量子态传输 暗态 相位门 photonic crystal cavity chain quantum state transfer dark state phase gate
苏州大学物理与光电能源学部,江苏 苏州 215006
利用数值方法研究了超精细能级分裂的原子系统中电磁诱导透明暗态随时间的演化和驻波光场中 稳态布居的空间相关性。考虑圆偏振和线偏振两种极化方案,并且将组合后的结果与简单三能级情况相比较。 分析结果表明,圆偏极化方式下暗态的布居分 布比线偏极化方式下更接近简单三能级的分析结果,而且圆偏极化方式下的局域化分辨率更好。 演化的过程还说明,系统达到稳态需要足够长的相互作用时间。
量子光学 电磁诱导透明 暗态 塞曼能级 数值计算 quantum optics electromagnetically induced transparency dark state Zeeman-sublevel numerical simulation
将三个原子分别囚禁于用光纤连接的三个光腔中,通过光学开关控制腔场间的相互作用,并利用绝热技术制备了三粒子三维纠缠态.在整个制备过程中,原子-光腔-光纤系统仅在暗态空间中演化,从而有效地抑制了原子的自发辐射、腔场的泄漏以及光纤损耗等消相干因素的影响.
绝热演化 暗态 三维纠缠态 adiabatic evolution dark state three-dimensional entangled state
1 湖北大学物理学与电子技术学院, 湖北 武汉 430062
2 长江大学工程技术学院, 湖北 荆州 434020
Silberberg等利用三芯耦合光波导的暗态现象,实验研究了非线性对相干布居囚禁量子效应的影响。 然而,对该三芯耦合波导中的非线性传输特征数值计算的研究表明,相干布居囚禁与光波导的非线性自囚禁 两种效应都可以导致波导中暗态的产生,当两种效应同时作用时,则导致暗态现象的破坏。因此,仅从暗态的 变化研究非线性对相干布居囚禁的影响是不完备的。在相干布居囚禁的理想条件下,非线性影响暗态的阈值功 率趋于无穷大,这意味着理想相干布居囚禁量子效应不受限于系统的非线性效应。
非线性光学 暗态 数值模拟 三芯耦合波导 相干布居囚禁 自囚禁 nonlinear optics dark state numerical simulation three-core coupled waveguide coherent population trapping self-trapping
通过原子极化率分析, 讨论五能级原子系统中的EIT效应; 通过推导相互作用哈密顿量的本征态, 讨论五能级原子系统中Λ 通道和三脚架通道之间的原子相干性。结果表明, 在五能级原子系统中, Λ 通道和三脚架通道共用一个暗态, 量子相干性不仅存在于每一个通道的低能级之间, 而且还存在于两个不同的通道之间。
极化率 暗态 量子相干 atomic susceptibility dark state quantum interference
量子光学与光量子器件国家重点实验室,山西大学光电研究所, 山西 太原 030006
文章分析了简并二能级原子系统Fg=1→Fe=0中的吸收、色散特性与暗态的对应关系,比较了双Λ型和Λ型能级结构下的量子相干效应。结果表明, 双Λ型系统中多个基态相干性会增强原子相干特性。
简并二能级 暗态 量子相干 电磁诱导透明 degenerate two-level system dark state Quantum coherence electromagnetically induced transparency
