| 中文摘要 | 第8-10页 |
| Abstract | 第10-12页 |
| Chapter 1 Introduction to Rydberg atoms | 第13-35页 |
| 1.1 Rydberg atoms | 第14-19页 |
| 1.1.1 Energy level of Rydberg electron | 第14-18页 |
| 1.1.2 Oscillator strength of Rydberg state | 第18页 |
| 1.1.3 Lifetime of Rydberg state | 第18-19页 |
| 1.2 Rydberg atoms in external fields | 第19-22页 |
| 1.2.1 The Stark effect | 第19-21页 |
| 1.2.2 The Zeeman effect | 第21-22页 |
| 1.3 Avoided crossing of Stark levels | 第22-28页 |
| 1.3.1 Oscillator strength at avoided crossing | 第22-24页 |
| 1.3.2 Dipole moment at avoided crossing | 第24-25页 |
| 1.3.3 Lifetime at avoided crossing | 第25-27页 |
| 1.3.4 Landau-Zener dynamics at avoided crossing | 第27-28页 |
| 1.4 Binary dipole-dipole interaction operator | 第28-30页 |
| 1.5 Outline of the thesis | 第30-31页 |
| Reference | 第31-35页 |
| Chapter 2 Experimental setup and measurement of basic parameter of ultracoldRydberg atoms | 第35-65页 |
| 2.1 Experimental setup | 第35-45页 |
| 2.1.1 Laser locking by saturated absorption spectrum | 第39-42页 |
| 2.1.2 Laser locking by polarization spectroscopy | 第42-44页 |
| 2.1.3 Laser locking by Fabry-Perot cavity | 第44-45页 |
| 2.2 Preparation and detection of ultracold Rydberg atoms | 第45-49页 |
| 2.3 Transition oscillation strength measurement | 第49-53页 |
| 2.4 Lifetime measurement | 第53-60页 |
| 2.5 Conclusion | 第60-61页 |
| References | 第61-65页 |
| Chapter 3 Refinement of quantum defect by the three-level avoided crossing | 第65-85页 |
| 3.1 Experimental simulation of electric field | 第66-68页 |
| 3.2 Stark spectrum and avoided crossing | 第68-71页 |
| 3.3 Refinement of quantum defect for nS Rydberg states | 第71-77页 |
| 3.4 Exclusive sensitivity to nS state of the refinement | 第77-81页 |
| 3.5 Conclusion | 第81-83页 |
| References | 第83-85页 |
| Chapter 4 Ultracold highly dipolar Rydberg-atom gas | 第85-109页 |
| 4.1 The selection of avoided crossing | 第87-89页 |
| 4.2 Passage behavior in ramped electric fields | 第89-92页 |
| 4.3 Collision-induced dynamics caused by adiabatic state transformation | 第92-97页 |
| 4.4 M-mixing effect | 第97-103页 |
| 4.4.1 Quantum simulation of m-mixing | 第97-100页 |
| 4.4.2 Experimental evolution of m-mixing states | 第100-103页 |
| 4.5 Density dependence of the collision-induced dynamics | 第103-105页 |
| 4.6 Conclusion | 第105-106页 |
| Reference | 第106-109页 |
| Chapter 5 Rydberg atom interferometer in extrnal field | 第109-127页 |
| 5.1 Principle of the Rydberg atom interferometer | 第110-113页 |
| 5.2 Theoretical simulation of interference signal | 第113-121页 |
| 5.3 Experimental interferometric results | 第121-124页 |
| 5.4 Conclusion | 第124-125页 |
| References | 第125-127页 |
| Chapter 6 Conclusion and outlook | 第127-135页 |
| 6.1 Conclusion of the thesis | 第127-128页 |
| 6.2 Outlook of future work | 第128-132页 |
| 6.2.1 Phase gate in Rydberg atom interferometer | 第128-129页 |
| 6.2.2 Ultracold Rydberg molecules | 第129-132页 |
| References | 第132-135页 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 | 第135-137页 |
| 致谢 | 第137-139页 |
| 个人简况及联系方式 | 第139-143页 |
