Atomnyy chip i difraktsionnaya reshetka dlya lazernogo okhlazhdeniya atomov itterbiya

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

В работе изучена возможность использования атомного чипа и дифракционной решетки с целью формирования компактной магнитооптической ловушки для нейтральных атомов иттербия, которая может быть использована при постройке компактных атомных интерферометров и оптических стандартов частоты на ультрахолодных атомах. Для определения первоначальных требований к упомянутым элементам нами проведен эксперимент по лазерному охлаждению изотопов 171Yb и 174Yb в первичной магнитооптическую ловушку. Представлены результаты расчетов конструкции атомного чипа, формирующего градиент магнитного поля вплоть до 60 Гс/см. Рассчитаны оптимальные конфигурации дифракционной решетки, позволяющие формировать как первичную, так и вторичную магнитооптическую ловушку.

References

  1. H. Häffner, C. F. Roos, and R. Blatt, Phys. Rep. 469, 155 (2008).
  2. Boulder Atomic Clock Optical Network (BACON) Collaboration, Nature 591, 564 (2021).
  3. M. G. Tarallo, T. Mazzoni, N. Poli, D. V. Sutyrin, X. Zhang, and G. M. Tino, Phys. Rev. Lett. 113, 023005 (2014).
  4. A.D. Ludlow, M.M. Boyd, J. Ye, E. Peik, and P.O. Schmidt, Rev. Mod. Phys. APS 87, 637 (2015).
  5. C. J. Kennedy, G. A. Siviloglou, H. Miyake, W. C. Burton, and W. Ketterle, Phys. Rev. Lett. 111, 225301 (2013).
  6. I. Bloch, J. Dalibard, and S. Nascimbene, Nat. Phys. 8, 267 (2012).
  7. V. Menoret, P. Vermeulen, N. Le Moigne, S. Bonvalot, P. Bouyer, A. Landragin, and B. Desruelle, Sci. Rep. 8, 1 (2018).
  8. F. Migliaccio, M. Reguzzoni, K. Batsukh, G. M. Tino, G. Rosi, F. Sorrentino, C. Braitenberg, T. Pivetta, D. F. Barbolla, and S. Zoffoli, Surv. Geophys. 40, 1029 (2019).
  9. I. Dutta, D. Savoie, B. Fang, B. Venon, C. L. Garrido Alzar, R. Geiger, and A. Landragin, Phys. Rev. Lett. 116, 183003 (2016).
  10. S.-Y. Dai, F. S. Zheng, K. Liu, W.-L. Chen, Y.-G. Lin, T.-C. Li, and F. Fang, Chin. Phys. B 30, 13701 (2021).
  11. P. W. Graham, J. M. Hogan, M. A. Kasevich, and S. Rajendran, Phys. Rev. Lett. 110, 171102 (2013).
  12. M. A. Norcia, J. R. K. Cline, and J. K. Thompson, Phys. Rev. A. 96, 042118 (2017).
  13. B. Canuel, A. Bertoldi, L. Amand et al. (Collaboration), Sci. Rep. 8, 14064 (2018).
  14. L. Hu, N. Poli, L. Salvi, and G. M. Tino, Phys. Rev. Lett. 119, 263601 (2017).
  15. L. Hu, E. Wang, L. Salvi, J. N. Tinsley, G. M. Tino, and N. Poli, Class. Quantum Gravity 37(1), 014001 (2019).
  16. V. S. Letokhov and B. D. Pavlik, Appl. Phys. 9, 229 (1976).
  17. H. Katori, M. Takamoto, V. G. Pal’Chikov, and V. D. Ovsiannikov, Phys. Rev. Lett. 91, 173005 (2003).
  18. G. Santarelli, Ph. Laurent, P. Lemonde, A. Clairon, A. G. Mann, S. Chang, A. N. Luiten, and C. Salomon, Phys. Rev. Lett. 82, 4619 (1999).
  19. N. Poli, M. Schioppo, S. Vogt, St. Falke, U. Sterr, Ch. Lisdat, and G. M. Tino, Appl. Phys. B. Springer 117, 1107 (2014).
  20. J. Reichel and V. Vuletic, Atom chips, John Wiley & Sons, Berlin (2011).
  21. J. D. Weinstein and K. G. Libbrecht, Phys. Rev. A 52(5), 4004 (1995).
  22. J. A. Kim, K.I. Lee, and H. R. Noh, Opt. Lett. 22, 117 (1997).
  23. M. Vangeleyn, P. F. Griffin, E. Riis, and A. S. Arnold, Opt. Express 17, 13601 (2009).
  24. W. R. McGehee, W. Zhu, and D. S. Barker, New J. Phys. 23, 13021 (2021).
  25. L. Chen, C. J. Huang, and X. B. Xu, Phys. Rev. Appl. 17(3), 34031 (2022).
  26. D. Ai, H. Qiao, and S. Zhang, Chin. Physics B 29(9), 090601 (2020).
  27. Z. Hu and H. J. Kimble, Opt. Lett. 19, 1888 (1994).
  28. R. Maruyama, R. H. Wynar, and M. V. Romalis, Phys. Rev. A 68(1), 011403 (2003).
  29. A. Kawasaki, B. Braverman, Q. Yu, and V. Vuletic, J. Phys. B: At. Mol. 48(15), 155302 (2015).
  30. S. Wildermuth, P. Krüger, C. Becker, M. Brajdic, S. Haupt, A. Kasper, R. Folman, and J. Schmiedmayer, Phys. Rev. A 69, 030901 (2004).
  31. J. Reichel, W. Hansel, and T. W. Hünsch, Phys. Rev. Lett. 83(17), 3398 (1999).
  32. A. E. Afanasiev, A. S. Kalmykov, R. V. Kirtaev, A. A. Kortel, P. I. Skakunenko, D. V. Negrov, and V. I. Balykin, Opt. Laser Technol. 148, 107698 (2022).
  33. A. E. Afanasiev, D. V. Bykova, P. I. Skakunenko, and V. I. Balykin, JETP Lett. 115, 509 (2022).
  34. D. V. Bykova, A. E. Afanasiev, and V. I. Balykin, JETP Lett. 118(1), 14 (2023).
  35. C.C. Nshii, M. Vangeleyn, J. P. Cotter, P. F. Griffin, E. A. Hinds, C. N. Ironside, P. See, A. G. Sinclair, E. Riis, and A. S. Arnold, Nat. Nanotechnol. 8(5), 321 (2013).
  36. X. Sun, W.D.A. Rickard, B.M. Sparkes, B. R. White, R. F. Offer, A.N. Luiten, and C. N. Ironside, 29(23), 37733 (2021).
  37. O. S. Burrow, R. J. Fasano, W. Brand, M. W. Wright, W. Li, A.D. Ludlow, E. Riis, P.F. Griffin, and A. S. Arnold, arXiv preprint, arXiv:2306.17080 (2023).
  38. S. Bondza, C. Lisdat, S. Kroker, and T. Leopold, Phys. Rev. Appl. 17, 044002 (2022).
  39. M. Vangeleyn, P. F. Griffin, E. Riis, and A. S. Arnold, Opt. Lett. 35, 3453 (2010).
  40. M. G. Moharam, E. B. Grann, D. A. Pommet, and T. K. Gaylord, J. Opt. Soc. Am. A 12, 1068 (1995).

Copyright (c) 2024 Российская академия наук

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies