原子激光的相干性及其通过反馈的控制

我们给出了单模原子激光相干性质的量子力学处理。具体而言，我们关注以一阶相干函数表示的原子场量子相位噪声，并推导了其在不同 regime 下的解析表达式。该函数的衰减由相干时间或其倒数线宽表征。对线宽的一个关键贡献来自原子的碰撞相互作用。我们发现随着相互作用强度增大，线宽有四种不同 regime。从标准激光线宽，经过二次和线性 regime，到由于相干函数的量子复活导致的另一常数 regime。激光输出仅在线性 regime 之前是相干的（玻色简并的）。然而，我们展示了量子非破坏测量与反馈方案的应用，将使保持其相干的相互作用强度范围增加多个数量级。