光晶格中冷原子的超分辨显微成像
量子气体
2019-04-09 v1 原子物理
摘要
超分辨显微技术通过以分子尺度分辨特征，已彻底改变了化学与生物学领域。此类技术可以是“随机的”，通过精确局域化点源发射体获得分辨率；或是“确定性的”，利用样品的非线性光学响应提升分辨率。在原子物理中，确定性方法可用于揭示原子波函数并实现量子控制。在此，我们展示了基于原子对光抽运脉冲非线性响应的超分辨成像。利用该技术，原子密度分布可被分辨，其点扩散函数半高全宽为32(4) nm，局域化精度低于1 nm。1.4 s的短光抽运脉冲使我们能够分辨单个晶格位点内的快速原子动力学。我们方案的副产品是原子云上出现的莫列波纹（moiré patterns），我们证明其是晶格中原子密度的极大放大图像。我们的工作代表了一种在纳米尺度上探究冷原子物理的通用方法，并可推广至更高维晶格和块体系统，适用于多种原子与分子种类。
引用
@article{arxiv.1807.02906,
title = {Super-resolution microscopy of cold atoms in an optical lattice},
author = {Mickey McDonald and Jonathan Trisnadi and Kai-Xuan Yao and Cheng Chin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1807.02906},
year = {2019}
}