超冷铷原子的高分辨率里德伯光谱

我们展示了将 ${\rm ^{87}}$Rb 原子双光子激发至里德伯态的实验。为此，搭建了分别用于 780 nm 和 480 nm 的两个连续波（cw）激光系统。这些系统被优化至小线宽（远低于 1 MHz），以实现高效的激发过程与良好的光谱分辨率。为测试激光系统性能，我们研究了里德伯态的斯塔克分裂。对于 n=40，我们能够在电场中观测到不同精细结构态的超精细能级分裂。为展示对里德伯态空间选择性激发的能力，我们在电场梯度中激发铷原子并研究了线宽与线移。此外，我们能够将原子从两个超精细基态选择性激发至里德伯态。最后，我们研究了经由里德伯态的 5S$_{1/2}$$\to$5P$_{3/2}$ 跃迁的 Autler-Townes 分裂，以确定该激发步骤的拉比频率。