Single-Atom Trapping in a Metasurface-Lens Optical Tweezer
Single-Atom Trapping in a Metasurface-Lens Optical Tweezer
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亚表面透镜光钳中的单原子捕获
DOI：
10.1103/prxquantum.3.030316
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发表时间：
2022-08-01
期刊：
影响因子：
9.7
通讯作者：
Regal, C. A.
中科院分区：
文献类型：
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作者：
Hsu, T-W;Zhu, W.;Regal, C. A.
亚波长柱的光学超表面为光的振幅、相位和偏振的多功能定义提供了新的能力。在这项工作中，我们证明了一种高效的介电超表面透镜可以用来捕获和成像距离透镜3mm的长工作距离的单个中性原子。我们利用捕获的原子对高数值孔径光镊进行了表征，并与超表面透镜性能的数值计算进行了比较。我们预测，未来用于原子捕获的元表面将能够利用元表面设计中的多个正在进行的发展，并在使用中性原子阵列的复杂量子信息实验中实现多功能控制。
Optical metasurfaces of subwavelength pillars have provided new capabilities for the versatile definition of the amplitude, phase, and polarization of light. In this work, we demonstrate that an efficient dielectric metasurface lens can be used to trap and image single neutral atoms with a long working distance from the lens of 3 mm. We characterize the high-numerical-aperture optical tweezers using the trapped atoms and compare with numerical computations of the metasurface-lens performance. We predict that future metasurfaces for atom trapping will be able to leverage multiple ongoing developments in metasurface design and enable multifunctional control in complex quantum information experiments with neutral-atom arrays.