高精细度环形腔中囚禁原子的光学双稳与集体行为

我们研究囚禁于高精细度环形腔内光学晶格中的原子的集体运动。在原子运动绝热的假设下，建立了系统动力学的简化理论模型。我们表明，在每个光子光移乘以原子数超过腔共振线宽的 regime 下，原子对光场原本微小的回作用成为系统的显著特征，引起腔内场的色散型光学双稳。对完整经典运动方程组的求解证实了这些发现，但也预测了额外的非绝热现象，例如自诱导径向呼吸振荡。我们将这些结果与涉及激光冷却 85Rb 原子、囚禁于精细度 180000 的环形腔中光学晶格的实验进行比较。在中等原子-腔相互作用值下进行的温度测量表明，强度噪声引起的加热保持在极低水平，这是我们进一步实验的先决条件。当我们在大原子-腔相互作用值下运行时，观察到与理论预测极为吻合的双稳与呼吸振荡。