超冷铯 $80D_{5/2}$-Rydberg 电磁感应透明的退相干

我们利用铯超冷云，在强相互作用机制下研究了涉及 $80D_{5/2}$ 态的级联三能级原子的 Rydberg 电磁感应透明。在我们的实验中，强耦合激光耦合 $6P_{3/2}$ 到 $80D_{5/2}$ 跃迁，而驱动 $6S_{1/2}$ 到 $6P_{3/2}$ 跃迁的弱探针探测耦合感应的 EIT 信号。在双光子共振处，我们观察到 EIT 透射随时间缓慢下降，这是相互作用诱导亚稳态的标志。退相干率 $\gamma_{\rm OD}$ 通过光深度 OD = $\gamma_{\rm OD}t$ 提取。我们发现，在固定探针入射光子数 $R_{\rm in}$ 下，光深度在起始阶段随时间线性增加，直至饱和。退相干率对 $R_{\rm in}$ 表现出非线性依赖关系。退相干机制主要归因于强偶极-偶极相互作用，这导致从 $nD_{5/2}$ 到其他 Rydberg 态的状态转移。我们证明，通过态选择场电离技术获得的典型转移时间 $\tau_{0(80D)}$ 与 EIT 透射的衰减时间 $\tau_{0({\rm EIT})}$ 相当。所提出的实验为研究 Rydberg 多体系统中的强非线性光学效应和亚稳态提供了一个有用的工具。