87Rb玻色-愛因斯坦凝聚體中雙拉曼相對相位對相干躍遷操控的實驗研究*

周方 文凱 王良偉 劉方德 韓偉 王鵬軍黃良輝 陳良超 孟增明? 張靖

1) (山西大學(xué)光電研究所, 量子光學(xué)與光量子器件國家重點實驗室, 太原 030006)

2) (山西大學(xué), 極端光學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心, 太原 030006)

發(fā)展了利用兩對拉曼光之間的相對相位精確調(diào)控拉曼耦合強度的新方法, 實現(xiàn)了兩個量子態(tài)相干躍遷的操控.對兩對拉曼光的光路進(jìn)行了特殊設(shè)計, 從而保證兩對拉曼激光在傳輸過程中的相對相位保持恒定,然后作用到87Rb原子的兩個超精細(xì)塞曼能級 | 1,1〉 和 | 1,0〉 上, 實驗觀測了兩個量子態(tài)的布居數(shù)隨兩對拉曼光之間的相對相位的變化關(guān)系.該方法為超冷原子量子模擬實驗提供了一個獨特的操控參量——激光相位, 由此拓展了受激拉曼躍遷的應(yīng)用范圍, 為研究光與原子相互作用提供了一種新的方法.

1 引 言

受激拉曼躍遷過程具有高度人為可控、多自由度的特性, 通過控制激光的功率、頻率、相位和原子能級構(gòu)型等可實現(xiàn)受激拉曼躍遷的精確調(diào)控[1].該技術(shù)可實現(xiàn)原子量子態(tài)的相干操控, 而不受自發(fā)輻射的影響, 因此該方法在物理和化學(xué)等許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用[2], 如: 物質(zhì)波原子干涉儀[3,4]、拉曼冷卻[5-8]、量子比特操控[9,10]、量子精密測量[11,12]、量子存儲[13]、手性分子[14,15]等.

近幾年, 在超冷原子系統(tǒng)中利用受激拉曼躍遷過程可以將光的動量傳遞給原子, 先后實現(xiàn)了人造規(guī)范勢[16-18]、人造磁場[19]、自旋-軌道耦合[20-22]以及人造維度[23]等, 這極大地拓寬了超冷原子進(jìn)行量子模擬的能力.激光的……