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李高翔、黄光明课题组在激光探测原子磁共振研究中取得新进展

日期:2022-09-06 作者:王棣 点击量:

华大在线讯(通讯员 王棣)近日,物理科学与技术学院李高翔与黄光明教授领导的研究团队在基于张量极化的周期性驱动激光泵浦—探测铯原子磁共振研究中取得了重要进展,相关论文《Observation of the Influence of Generalized Parity on the Alignment Spectra in the Periodically Modulated Warm Atomic Ensemble》发表在国际光学权威期刊《Laser & Photonics Reviews》上。论文第一作者为我校博士生耿旭兴,李高翔与黄光明为共同通讯作者,杭州电子科技大学杨国卿副教授、我校物理科学与技术学院吴少平教授、博士生金恺和唐旺旺为共同作者。

图1:(a)系统模型; (b)存在广义宇称,光谱对称; (c)不存在广义宇称,光谱不对称

具有动力学宇称对称的弗洛凯(Floquet))系统具有诸如对称保护选择定则、弗洛凯晶格、弗洛凯拓扑绝缘体等诸多新奇物理现象,基于这些现象发展而来的弗洛凯微波激射器(maser)、弗洛凯自旋锁定等技术引起了广泛关注。当前,有关动力学对称性性质的研究主要集中在周期性调制自旋1/2粒子的磁偶极矩,而对于多能级系统的高阶极化磁矩未曾涉及。由于多能级系统中弗洛凯调制高阶极化矩和相关的高阶相干性在量子系统维度拓展和增强光学非线性等应用中具有重要的作用,因此研究高阶极化矩的广义宇称对称性是当前的一个重要前沿课题。

针对这一问题,该研究团队提出了弗洛凯调制角动量为J(J≥1)的多能级热原子磁共振系统高阶极化矩广义宇称理论,研究了具有广义宇称的张量极化矩(alignment)的性质,揭示了广义宇称保护高阶极化矩光谱对称性的物理规律。在此基础上,他们巧妙设计并开展了基于张量极化的周期性驱动激光泵浦-探测铯原子磁共振、从频域直接验证广义宇称保护张量极化光谱对称性理论的实验(如图1所示)。相关研究结果不仅丰富了弗洛凯驱动多能级量子系统高阶极化矩广义宇称理论和实验,还对设计基于高阶极化矩的高灵敏矢量原子磁力仪起着促进作用。

该项研究工作受到了国家自然科学基金的资助。

相关论文链接:https://doi.org/10.1002/lpor.202100614

(审读人:俞云伟)