用于实时检测光晶格中原子动力学的腔探针

罗伯特·D·尼德里特、钱德勒·施卢普夫、保罗·汉密尔顿

抽象的

我们提出并演示了一种实时亚波长腔量子电动力学（QED）测量方法，用于探测光晶格中原子的空间分布。首先，将原子限制在光腔模式的一个“陷阱”驻波中，然后用第二个“探测”驻波进行探测。由于频率偏移了一个自由光谱范围，陷阱的波节落在腔中心周围10个晶格位点上探测波的波腹上。这种与晶格位点无关的原子-腔耦合使得即使原子分布在多个晶格位点上，也能高灵敏度地探测原子动力学。为了验证该方法，我们通过监测原子从陷阱晶格中突然释放后100纳米的膨胀，在10秒内测量了20-70 K原子系综的温度。原子-腔耦合将原子动力学印刻在探测波的透射谱上。这项新技术将有助于改进对光晶格中布洛赫振荡和其他原子动力学的非破坏性探测。.