双色光晶格中允许狄拉克点的超冷原子快速选择性带间转移

北京的一个实验组[Zhai Yueyang 等，Phys. Rev. A ${\bf 87}$, 063638 (2013)]引入了驻波脉冲序列方法，用于高效地将超冷玻色原子制备到一维光晶格中的特定激发带。在此，我们报告将其工作理论推广至一维双色超晶格问题。我们发现改变晶格参数会导致所谓的狄拉克点，即一对激发带在此交叉。因此，本文同时讨论了将波包高效激发至狄拉克点邻近区域，及其随后在抛物势阱力场中的动力学。借助一个玩具模型，我们从理论上揭示了高效制备的机制，进而对实际情形下的优化脉冲序列参数进行了数值探索。我们找到了一种双色光晶格的优化序列，可在无谐振陷阱情况下于 100 $\mu$s 内将超过 99% 的原子激发至第 1 和第 2 激发带。我们的主要发现是，允许狄拉克点的系统存在一段参数区域，其中激发能带变得近乎抛物，有利于鲁棒相干与等时性。我们还提供了一套适于未来实验的数据集，包括通过平均场非线性项体现的原子-原子相互作用效应。