Статьи автора

ОСЦИЛЛЯЦИИ РАБИ ПРИ ТРЕХФОТОННОМ ЛАЗЕРНОМ ВОЗБУЖДЕНИИ ОДИНОЧНОГО РИДБЕРГОВСКОГО АТОМА РУБИДИЯ В ОПТИЧЕСКОЙ ДИПОЛЬНОЙ ЛОВУШКЕ

Номер выпуска 4 от 15.10.2024

В эксперименте по трехфотонному лазерному возбуждению 5S1/2 → 5P3/2 → 6S1/2 → 37P3/2 одиночного ридберговского атома 87Rb, захваченного в оптическую дипольную ловушку, впервые наблюдались трехфотонные осцилляции населенностей Раби между основным и ридберговским состоянием. Одиночный атом регистрировался оптическим методом по сигналу резонансной флуоресценции на малошумящей sCMOS-видеокамере. Измерялась относительная вероятность атому остаться в ловушке после действия трех синхронизованных возбуждающих лазерных импульсов с длительностями, изменяемыми от 100 нс до 2 мкс. Особенностью эксперимента было использование интенсивного лазерного излучения с длиной волны 1367 нм на второй ступени возбуждения, обеспечивающего однофотонную частоту Раби до 2 ГГц для управления эффективными отстройками промежуточных уровней трехфотонного перехода за счет динамического эффекта Штарка. Зарегистрированы осцилляции Раби с частотой от 1 до 5 МГц в зависимости от интенсивности лазерных импульсов первой и второй ступеней возбуждения при времени когерентности 0.7−0.8 мкс. Обсуждаются пути увеличения времени когерентности и контраста трехфотонных осцилляций Раби для применений в квантовой информатике с ридберговскими атомами.

124 0

Трехфотонное лазерное возбуждение одиночных ридберговских атомов рубидия в оптической дипольной ловушке

Номер выпуска 2 от 01.08.2023

Экспериментально продемонстрировано трехфотонное лазерное возбуждение одиночных атомов рубидия в оптической дипольной ловушке в ридберговское 37P -состояние лазерными излучениями с длинами волн 780 нм, 1367 нм и 743 нм. Возбуждение в ридберговские состояния детектировалось оптическим методом по потерям атомов в оптической дипольной ловушке. Записаны спектры лазерного возбуждения одиночных ридберговских атомов в оптической дипольной ловушке и измерена зависимость вероятности возбуждения от длительности лазерного импульса. Измеренная ширина спектра составила 2 МГц. Также проведены эксперименты по спектроскопии гашения флуоресценции облака холодных атомов в магнитооптической ловушке при трехфотонном лазерном возбуждении атомов в ридберговские состояния. Проведено сравнение результатов экспериментов с численным расчетом. Рассмотрены методы повышения точности когерентного трехфотонного лазерного возбуждения ридберговских атомов в оптической дипольной ловушке.

51 0

Двойной радиооптический резонанс в конфигурации ханле при возбуждении d1-линии поглощения атомов щелочных металлов

Номер выпуска 2 от 01.08.2023

Исследуется поглощение световой волны, взаимодействующей с оптическими переходами в D1-линии атома щелочного металла в присутствии микроволнового излучения, резонансного магнито-дипольным переходам между сверхтонкими компонентами основного состояния. Известно, что при сканировании продольного магнитного поля (B||k, где k - волновой вектор) возможно наблюдение магнитооптического резонанса, связанного с эффектом Ханле в основном состоянии (ЭХОС). Кроме того, в виду наличия резонансного микроволнового излучения, также имеет место эффект двойного радиооптического резонанса (ДРОР). Проведено теоретическое и экспериментальное исследование степени взаимного влияния этих эффектов на формирование узкого магнитооптического резонанса в поглощении световой волны. В ходе теоретического анализа показано, что эти эффекты конкурируют друг с другом и действуют на формирование резонанса деструктивным образом, что приводит к малой амплитуде резонанса и усложнению его формы. Однако в присутствии буферного газа такого давления, что сверхтонкое расщепление возбужденного состояния спектрально не разрешается, становится возможным наблюдать магнитооптический резонанс с относительно большой амплитудой. Эксперименты выполнены с использованием миниатюрной стеклянной ячейки (V ∼ 0.1 см3), наполненной парами 87Rb и буферным газом (≈ 95 Торр аргона). В экспериментах, в частности, наблюдается эффект сужения резонанса с ростом интенсивности светового поля, предсказанный теоретически. Предложенная конфигурация возбуждения магнитооптических резонансов может быть использована в квантовой магнитометрии для измерения слабых постоянных магнитных полей, а также резонансных микроволновых полей с использованием ячеек с парами атомов щелочных металлов.

48 0

ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕХЧАСТИЧНОГО РЕЗОНАНСА ФЁРСТЕРА ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ КОНФИГУРАЦИЙ ТРЕХ ВЗАИМОДЕЙСТВУЮЩИХ РИДБЕРГОВСКИХ АТОМОВ РУБИДИЯ

Номер выпуска 1 от 01.07.2025

Трехчастичные резонансы Фёрстера, управляемые постоянным электрическим полем, представляют интерес для реализации трехкубитовых квантовых операций с ансамблями одиночных атомов, захваченных в оптические ловушки и возбуждаемых в сильно взаимодействующие ридберговские состояния. В работе П. Шене с соавт. (КЭ 50, 213 (2020)) нами был предложен и проанализирован трехчастичный резонанс Фёрстера нового типа 3 × nP3/2 → nS1/2 + (n + 1)S1/2 + nP1/2, который можно реализовать с ридберговскими атомами Rb для произвольного главного квантового числа n. Его особенностью является то, что третий атом переходит в состояние с полным моментом J = 1/2, которое не имеет штарковской структуры, поэтому двухчастичные резонансы Фёрстера полностью отсутствуют. В настоящей работе выполнено расширенное теоретическое исследование данного трехчастичного резонанса Фёрстера для различных пространственных конфигураций трех взаимодействующих ридберговских атомов Rb и определены условия для их экспериментальной реализации. Обнаружено, что один из резонансов имеет слабую зависимость резонансного электрического поля от расстояния между атомами и поэтому является наиболее подходящим для выполнения экспериментов по наблюдению когерентных осцилляций населенностей коллективных трехчастичных состояний и реализации трехкубитовых квантовых операций на их основе.

11 0