热力学 Rydberg 梯度电感性透明度的基本 linewidth 限制
原子物理
2026-03-06 v1
摘要
Rydberg 态的光谱学已成为量子感测的热门平台，其最常用的读出方案为使用逆向激光束实现的两光电感性透明度 (EIT)。在该方案中，Rydberg 态的能量分辨率由 EIT 特征的光谱 linewidth 决定。虽然对于单个原子，可通过选取两光共挨条件将 linewidth 缩小至 Rydberg 态衰变率的数量级，但由于原子热速度导致的多普勒位移会使群体 linewidth 扩大至中间态衰变率的数量级。本文推导了在低功率极限下多普勒残差 lineshape 的解析表达式，并与实验结果进行对照。对于 Rb 原子，我们发现全宽半高 (FWHM) linewidth 限制为 1.84 MHz，当扫描耦合激光时测得实验 linewidth 为 2.04 MHz。这些 linewidth 约为此前理论估计及已报告测量值的值的两倍。本研究首次实现了热力学 Rydberg 态的两光能量分辨率，随后我们进一步描绘了该限制附近的各类衰射机制。
引用
@article{arxiv.2603.04596,
title = {Fundamental linewidth limit of electromagnetically induced transparency in a thermal Rydberg ladder},
author = {Noah Schlossberger and Nikunjkumar Prajapati and Alexandra B. Artusio-Glimpse and Samuel Berweger and Christopher L. Holloway},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.04596},
year = {2026}
}