Journal of Experimental and Theoretical PhysicsJournal of Experimental and Theoretical Physics0044-45103034-641XRussian Academy of Science10.31857/S0044451024050018EFFEKTY INTERFERENTsII RAZLIChNYKh KANALOV IMPUL'SNOGO VOZBUZhDENIYa REZONANSOV KOGERENTNOGO PLENENIYa NASELENNOSTEY V YaChEYKAKh S PARAMI ShchELOChNOGO METALLA I BUFERNYM GAZOMЭФФЕКТЫ ИНТЕРФЕРЕНЦИИ РАЗЛИЧНЫХ КАНАЛОВ ИМПУЛЬСНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ РЕЗОНАНСОВ КОГЕРЕНТНОГО ПЛЕНЕНИЯ НАСЕЛЕННОСТЕЙ В ЯЧЕЙКАХ С ПАРАМИ ЩЕЛОЧНОГО МЕТАЛЛА И БУФЕРНЫМ ГАЗОМVoloshinG. V.ВолошинГ. В. voloshin_g_v_noemail@ras.ruBarantsevK. A.БаранцевК. А. barantsev_k_a_noemail@ras.ruLitvinovA. N.ЛитвиновА. Н. litvinov_a_n_noemail@ras.ruСанкт-Петербургский политехнический университет им. Петра ВеликогоСанкт-Петербургский политехнический университет им. Петра ВеликогоСанкт-Петербургский политехнический университет им. Петра Великого010520241655607617

Построена теория возбуждения резонансов Рэмси, учитывающая полную магнитную структуру уровней D1-линии атомов 87Rb, а также конечную температуру ансамбля. Проанализированы зависимости формы и сдвигов резонансов от таких параметров, как величина внешнего магнитного поля, степень эллиптичности лазерных полей и температура среды. Показана возможность интерференции различных каналов возбуждения резонансов Рэмси, наблюдаемая при варьировании величины магнитного поля. Также обнаружено существование оптимальной эллиптичности полей, при определенной поляризации, приводящей к наибольшей амплитуде резонансов.

Построена теория возбуждения резонансов Рэмси, учитывающая полную магнитную структуру уровней D1-линии атомов 87Rb, а также конечную температуру ансамбля. Проанализированы зависимости формы и сдвигов резонансов от таких параметров, как величина внешнего магнитного поля, степень эллиптичности лазерных полей и температура среды. Показана возможность интерференции различных каналов возбуждения резонансов Рэмси, наблюдаемая при варьировании величины магнитного поля. Также обнаружено существование оптимальной эллиптичности полей, при определенной поляризации, приводящей к наибольшей амплитуде резонансов.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда, грант № 21-72-10004 (разработка численных алгоритмов решения систем интегродифференциальных уравнений). Г. В. Волошин благодарит Фонд развития теоретической физики и математики "БАЗИС" за поддержку выполненных в рамках данной работы исследований особенностей влияния температуры ансамбля и связанного с этим движения атомов на коллективные эффекты, обусловленные конечной оптической толщиной (грант № 21-1-1-36-1), и руководителя соответствующего проекта И. М. Соколова.Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда, грант № 21-72-10004 (разработка численных алгоритмов решения систем интегродифференциальных уравнений). Г. В. Волошин благодарит Фонд развития теоретической физики и математики "БАЗИС" за поддержку выполненных в рамках данной работы исследований особенностей влияния температуры ансамбля и связанного с этим движения атомов на коллективные эффекты, обусловленные конечной оптической толщиной (грант № 21-1-1-36-1), и руководителя соответствующего проекта И. М. Соколова.G. Alzetta et al., Nuovo Cim. B 36, 5 (1976).E. Arimondo and G. Orriols, Lett. Nuovo Cim. 17, 333 (1976).H. R. Gray, R. M. Whitley, and C. R. Stroud, Jr., Opt. Lett. 3, 218 (1978).Б. Д. Агапьев, М. Б. Горный, Б. Г. Матисов и др., УФН 163, 1 (1993).A. Akulshin, A. Celikov, and V. Velichansky, Opt. Commun. 84, 139 (1991).P. D. D. Schwindt, S. Knappe, V. Shah, L. Hollberg, and J. Kitching, Appl. Phys. Lett. 85, 6409 (2004).R. Mhaskar, S. Knappe, and J. Kitching, A LowPower, High-Sensitivity Micromachined Optical Magnetometer, Appl. Phys. Lett. 101, 241105 (2012).V. Andryushkov, D. Radnatarov, and S. Kobtsev, Appl. Opt. 61, 3604 (2022).O. Kocharovskaya and Ya. I. Khanin, Pis’ma v Zh. Eksp. Teor. Fiz. 48, 581 (1988).M. D. Lukin, Rev. Mod. Phys. 75, 457 (2003).M. Fleischhauer, A. Imamoglu, and J. P. Marangos, Rev. Mod. Phys. 77, 633 (2005).R. Zhang and X.-B. Wang, Phys. Rev. A 94, 063856 (2016).J. Vanier, Appl. Phys. B 81, 421 (2005).С. А. Зибров, В. Л. Величанский, А. С. Зибров и др., Письма в ЖЭТФ 82, 534 (2005).S. A. Zibrov, I. Novikova, D. F. Phillips et al., Phys. Rev. A 81, 013833 (2010).J. Kitching, Chip-Scale Atomic Devices, Appl. Phys. Rev. 5, 031302 (2018).S. Kobtsev, S. Donchenko, S. Khripunov, D. Radnatarov, I. Blinov, and V. Palchikov, Opt. Laser Technol. 119, 105634 (2019).М. Н. Скворцов, С. М. Игнатович, В. И. Вишняков и др., КЭ 50, 576 (2020).M. Petersen, M. A. Hafiz, E. de Clercq, and Ro. Boudot, JOSA B 39, 910 (2022).G. D. Martinez, C. Li, A. Staron et al., Nat. Commun. 14, 3501 (2023).N. F. Ramsey, Phys. Rev. 76, 996 (1949).Ф. Риле, Стандарты частоты. Принципы и приложения, Физматлит, Москва (2009).M. Gozzelino, S. Micalizio, F. Levi, A. Godone, and C. E. Calosso, IEEE Trans. on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control 65 (2018).S. Micalizio and A. Godone, Phys. Rev. A 99, 043425 (2019).К. А. Баранцев, Е. Н. Попов, А. Н. Литвинов, КЭ 7, 615 (2018).В. Н. Барышев, Г. В. Осипенко, М. С. Алейников, И. Ю. Блинов, КЭ 49, 283 (2019).P.-F. Cheng, J.-W. Zhang, and L.-J. Wang, Chinese Phys. B 28, 070601 (2019).Г. В. Волошин, К. А. Баранцев, Е. Н. Попов, А. Н. Литвинов, ЖЭТФ 156, 5 (2019).Г. В. Волошин, К. А. Баранцев, А. Н. Литвинов, КЭ 50, 1023 (2020).Г. В. Волошин, К. А. Баранцев, А. Н. Литвинов, КЭ 52, 108 (2022).M. A. Hafiz, C. Carl´e, N. Passilly, J. M. Danet, C. E. Calosso, and R. Boudot, Appl. Phys. Lett. 120, 064101 (2022).K. A. Barantsev and A. N. Litvinov, JOSA B 39, 230 (2022).Д. В. Коваленко, М. Ю. Басалаев, В. И. Юдин, Т. Занон-Виллет, А. В. Тайченачев, КЭ 51, 495 (2021).В. Н. Барышев, Г. В. Осипенко, А. В. Новоселов, А. Г. Суховерская и др., КЭ 52, 538 (2022).M. Gozzelino, S. Micalizio, C. E. Calosso et al., arXiv: 2308.15249v1 [physics.atom-ph].R. Fang, C. Han, B. J. Lu, and C. Lee, arXiv: 2303.07118v1 [physics.atom-ph].A.V. Taichenachev, V. I. Yudin, R. Wynands, M. Stahler, J. Kitching, and L. Hollberg, Phys. Rev. A 67, 033810 (2003).D.V. Kupriyanov, I. M. Sokolov, N.V. Larionov, P. Kulatunga, C. I. Sukenik, S. Balik, and M. D. Havey, Phys. Rev. A 69, 033801 (2004).V. M. Datsyuk, I. M. Sokolov, D. V. Kupriyanov, and M. D. Havey, Phys. Rev. A 74, 043812 (2006).V. M. Datsyuk, I. M. Sokolov, D. V. Kupriyanov, and M. D. Havey, Phys. Rev. A 77, 033823 (2008).A. S. Kuraptsev, I. M. Sokolov, and M. D. Havey, Phys. Rev. A 96, 023830 (2017).Ya. A. Fofanov, A. S. Kuraptsev, I. M. Sokolov, and M. D. Havey, Phys. Rev. A 84, 053811 (2011).A. S. Kuraptsev and I. M. Sokolov, Phys. Rev. A 90, 012511 (2014).Y. A. Fofanov, I. M. Sokolov, R. Kaiser, and W. Guerin, Phys. Rev. A 104, 02370 (2021).Д. А. Варшалович, А. Н. Москалев, В. К. Херсонский, Квантовая теория углового момента, Наука, Ленинград (1975).V. Weisskopf, Naturwissenschaften 23, 631 (1935).С. Г. Раутиан, Г. И. Смирнов, А. М. Шалагин, Нелинейные резонансы в спектрах атомов и молекул, Наука, Новосибирск (1979).D. A. Steck, Rubidium 87 D Line Data, http:// steck.us/alkalidata (revision 2.2.1, 21 November 2019).W. Happer, Rev. Mod. Phys. 44, 169 (1972).K. M. Sabakar, M. I. Vaskovskaya, D. S. Chuchelov, E. A. Tsygankov, V. V. Vassiliev, S. A. Zibrov, and V. L. Velichansky, Phys. Rev. Appl. 20, 034015 (2023).T. Zanon, S. Guerandel, E. de Clercq, D. Holleville, N. Dimarcq, and A. Clairon, Phys. Rev. Lett. 94, 193002 (2005).A. V. Taichenachev, V. I. Yudin, V. L. Velichansky, and S. A. Zibrov, JETP Lett. 82, 449 (2005).Г. А. Казаков, Б. Г. Матисов, И. Е. Мазец, Ю. В. Рождественский, ЖТФ 77, 20 (2006).X. L. Sun, J. W. Zhang, P. F. Cheng, C. Xu, L. Zhao, and L. J. Wang, Opt. Express 24, 4532 (2016).