[发明专利]调控里德堡原子多稳态的装置和方法

说明书

本发明提供了一种调控里德堡原子多稳态的装置和方法，属于光学技术领域。所述调控里德堡多稳态的装置，包括：探测光激光器、反射镜、第一偏振分束器、第一半波片、第一二向色镜、铷泡、第二二向色镜、耦合光激光器、第二半波片、第二偏振分束器以及控制光激光器；探测光激光器发出的光经反射镜的前后两面反射得到两束平行的相同频率的光，分别为探测光和参考光，探测光和参考光依次经第一偏振分束器、第一半波片以及第一二向色镜传输至铷泡；耦合光激光器用于发出耦合光，耦合光依次经第二半波片、第二偏振分束器以及第二二向色镜传输至铷泡；控制光激光器用于发出控制光，控制光传输至铷泡中。本发明可以得到具有更高可控性的光学多稳态。

技术领域

本发明涉及光学领域，尤其涉及一种调控里德堡原子多稳态的装置和方法。

背景技术

基于里德堡原子研究光学多稳态在理论与实验上是迫切需要的。通过考虑具有单份量的里德堡原子，平均场理论和变分原理预测：量子涨落可以使得两个稳定集体态之间发生跃迁，而随机粒子运动也可以驱动这种类型的相变。然而，在许多情况下，非平衡系统通常是不均匀的或在多份量区域中，例如在有结构的空间密度中、不同的相互作用中或具有梯度的其他变量中，这使得系统可能会经历光学多稳态。因此，研究多份量的非平衡相变将更接近自然界中的复杂性。

目前，有技术通过外加激光实现双稳态调控，虽然其仅需制备一团原子，实验操作简单，但是不能完全再现原子耦合腔和半导体微腔中的多稳态现象，所研究的内容过于理想，没有考虑到在实际中遇到的里德堡原子大多数都为非均匀分布。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提供了一种调控里德堡原子多稳态的装置和方法，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种调控里德堡原子多稳态的装置，包括：

探测光激光器、反射镜、第一偏振分束器、第一半波片、第一二向色镜、铷泡、第二二向色镜、耦合光激光器、第二半波片、第二偏振分束器以及控制光激光器；

所述探测光激光器发出的光经所述反射镜的前后两面反射得到两束具有一间距的相同频率的光，分别为探测光和参考光，所述探测光和参考光依次经第一偏振分束器、第一半波片以及第一二向色镜传输至所述铷泡；

所述耦合光激光器用于发出耦合光，所述耦合光依次经第二半波片、第二偏振分束器以及第二二向色镜传输至所述铷泡；

所述控制光激光器用于发出控制光，所述控制光传输至铷泡中；

其中，所述探测光与所述耦合光部分重合，所述探测光、参考光以及耦合光位于同一平面，所述控制光位于另一个平面中。

在一些实施例中，所述探测光用于将所述铷泡中的铷原子从基态激发至中间态；所耦合光用于将所述铷泡中的铷原子从中间态激发至里德堡态；所述控制光用于控制所述铷泡中处于里德堡态的铷原子的密度，以得到不同的光学多稳态。

在一些实施例中，所述探测光具有失谐Δ_P和拉比频率Ω_P；所述耦合光具有失谐Δ_C和拉比频率Ω_C。

在一些实施例中，所述装置还包括探测器，用于差分测量所述探测光与参考光，得到电磁诱导透明谱。

在一些实施例中，所述第一二向色镜与第二二向色镜均用于透过所述探测光和参考光，反射所述耦合光。

在一些实施例中，经所述第二二向色镜反射的所述耦合光与所述第二探测光重合且相向传输。

在一些实施例中，所述装置还包括采集器，用于接收经所述第一二向色镜反射的所述耦合光。