周方 文凯 王良伟 刘方德 韩伟 王鹏军黄良辉 陈良超 孟增明† 张靖

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, 太原 030006)

2) (山西大学, 极端光学协同创新中心, 太原 030006)

发展了利用两对拉曼光之间的相对相位精确调控拉曼耦合强度的新方法, 实现了两个量子态相干跃迁的操控.对两对拉曼光的光路进行了特殊设计, 从而保证两对拉曼激光在传输过程中的相对相位保持恒定,然后作用到87Rb原子的两个超精细塞曼能级 | 1,1〉 和 | 1,0〉 上, 实验观测了两个量子态的布居数随两对拉曼光之间的相对相位的变化关系.该方法为超冷原子量子模拟实验提供了一个独特的操控参量——激光相位, 由此拓展了受激拉曼跃迁的应用范围, 为研究光与原子相互作用提供了一种新的方法.

1 引 言

受激拉曼跃迁过程具有高度人为可控、多自由度的特性, 通过控制激光的功率、频率、相位和原子能级构型等可实现受激拉曼跃迁的精确调控[1].该技术可实现原子量子态的相干操控, 而不受自发辐射的影响, 因此该方法在物理和化学等许多领域得到了广泛应用[2], 如: 物质波原子干涉仪[3,4]、拉曼冷却[5-8]、量子比特操控[9,10]、量子精密测量[11,12]、量子存储[13]、手性分子[14,15]等.

近几年, 在超冷原子系统中利用受激拉曼跃迁过程可以将光的动量传递给原子, 先后实现了人造规范势[16-18]、人造磁场[19]、自旋-轨道耦合[20-22]以及人造维度[23]等, 这极大地拓宽了超冷原子进行量子模拟的能力.激光的……