摘要
收到日期：2009年9月4日
图像
图1 （在线彩色）多级系统与多色相干辐射相互作用的图示，多色相干放射由许多离散光谱成分组成（红色长箭头）。 虚线表示带光子的基态“修饰”。 由于激光场中存在非共振成分，系统的光激发态（实线）能量发生动态变化。 这导致通过非绝热过程（a）进行的人口迁移不完全。 当谱分量在频率（b）上同时啁啾时，将进行绝热转换，使其成为激发态的相干叠加。 水平交叉点的不同时间（短箭头）使对产生的波包的控制复杂化，但不会影响激发的完整性。 重用权限（&P） 图2 （在线彩色）钾原子分段绝热过程的数值模拟结果。 人口迁移如（a）所示，是时间的函数。 蓝色实线表示基态总体，而红色虚线和绿色虚线表示 和 激发态。 励磁磁场振幅在同一时间标度上绘制在（b）中。 重用权限（&P） 图3 （在线彩色）（a）钾的相关量子态。 蓝色的双峰曲线表示泵浦脉冲的形状光谱，而红色箭头表示探针脉冲电离原子的可能通道。 （b） 泵浦脉冲的光谱整形，在766.5和766.9 nm处的两个电子共振周围具有局部频率啁啾：强度（实心黑色）和相位（红色虚线）。 绿色虚线表示用于非绝热激励方案的平坦光谱相位。 （c） 实验装置。 两个光学参数放大器（OPA）由钛宝石再生放大器（RGA）泵浦，以1kHz的重复率产生130fs2mJ的脉冲。 一个OPA用于产生可变能量的泵浦脉冲，由衰减器控制，并由快速光电二极管测量。 泵脉冲由脉冲整形器整形，弱聚焦在真空室内的钾原子云上。 探测脉冲被可变时间延迟延迟，并紧紧聚焦在原子云上。 由探针脉冲电离的钾原子被加速朝向基于多通道板的离子探测器并被其探测。 重用权限（&P） 图4 （在线彩色）单个的绝热和非绝热激发( 或 )激发态。 （a） 泵脉冲谱用于激励 或 分别转换（分别为蓝色实线和红色虚线）。 初始未成形飞秒脉冲的光谱轮廓如黑色虚线所示。 [（b），（c）]非绝热（蓝色菱形）和绝热（红色圆圈）布居转移到 （b） 和 （c） 状态。 与目标状态布居数成比例的离子信号被绘制为相应脉冲面积的函数， 实线表示预期 相关性符合实验数据。 重用权限（&P） 图5 （在线彩色）非绝热粒子数转移到 和 状态。 二维图[（a）实验，（c）计算]显示了离子信号（彩色编码）作为有效脉冲面积和泵保护时间延迟的函数。 沿垂直（时间）轴的振荡反映了由于波包的时间演化而产生的量子跳动。 以下脉冲区域的量子拍如（b）所示 （纯蓝色）和 （红色虚线），对应于（a）中的垂直白色虚线。 在图（d）中，我们给出了两个激发态的计算布居数， （深蓝色虚线）和 （绿色虚线），以及以相同比例绘制的相应波函数之间的相对相位（红色虚线）（单位为 )，作为激励场有效脉冲面积的函数。 地面人口显示为实心黑线。 重用权限（&P） 图6 （在线彩色）绝热粒子数转化为 和 状态。 二维图[（a）实验，（c）计算]显示了离子信号（彩色编码）作为有效脉冲面积和泵保护时间延迟的函数。 沿着垂直（时间）轴的振荡反映了由于波包的时间演化而产生的量子跳动。 以下脉冲区域的量子拍如（b）所示 （纯蓝色）和 （红色虚线），对应于（a）中的垂直白色虚线。 在图（d）中，我们给出了两个激发态的计算布居数， （深蓝色虚线）和 （绿色虚线）和相应波函数之间的相对相位（红点），作为激发场有效脉冲面积的函数。 基态人口显示为一条黑色实线。 重用权限（&P） 图7 （在线着色）人口迁移完整性的演示。 （a） 离子信号作为频率啁啾序列的泵浦光延时的函数 和 脉冲之间间隔8ps（出现第二个脉冲的时间在两条垂直虚线之间）。 填充的黑色（红色方块）点对应于第二个脉冲到达之前（之后）的信号。 （b） 离子信号在第二个脉冲到达之前（实心蓝色）和之后（红色虚线）的傅里叶变换（对数刻度）。 如果两种状态都被填充，那么在量子拍频频率（1.73 THz）处会出现强峰值。 重用权限（&P） 图8 （在线彩色）激发波包量子相位的实验控制。 （a） 为了控制目标叠加态中本征态的相对相位，额外的恒定相移为0（点红色）， （虚线-深绿色）和 弧度（纯蓝色）被添加到 脉冲。 黑色虚线表示脉冲的双峰谱振幅。 引入的相移导致检测到的量子拍的相应垂直偏移，如（b）所示。 （c） 脉冲区（b）中二维扫描的垂直横截面 。蓝色菱形、红色方块和绿色圆圈对应0， 、和 相移 脉冲。 重用权限（&P）