論文の概要: Vapor-cell-based atomic electrometry for detection frequencies below kHz
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2002.04145v2
- Date: Mon, 17 Feb 2020 18:40:57 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-03 23:46:18.847083
- Title: Vapor-cell-based atomic electrometry for detection frequencies below kHz
- Title（参考訳）: kHz以下の検出周波数に対する気相セル型原子電気測定
- Authors: Yuan-Yu Jau and Tony Carter
- Abstract要約: 外部電場(Eフィールド)を数kHzで検出するために真空環境中に含まれるアルカリ金属原子を用いたリドバーグ助成原子電気測定は極めて困難である。
単結晶サファイアからなるルビジウム (Rb) 気相セル上で, 時間スケールが最大$sim$秒の非常に遅いEフィールドスクリーニング現象を報告した。
このサファイア製Rb蒸気セルを光学的に誘起された内部バイアスE-フィールドを用いて、E-フィールド強度に線形に反応する気相セルベースの低周波原子電気測定を実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Rydberg-assisted atomic electrometry using alkali-metal atoms contained
inside a vacuum environment for detecting external electric fields (E-fields)
at frequencies $<$ a few kHz has been quite challenging due to the
low-frequency E-field screening effect that is caused by the alkali-metal atoms
adsorbed on the inner surface of the container. We report a very slow E-field
screening phenomenon with a time scale up to $\sim$ second on a rubidium (Rb)
vapor cell that is made of monocrystalline sapphire. Using this sapphire-made
Rb vapor cell with optically induced, internal bias E-field, we demonstrate
vapor-cell-based, low-frequency atomic electrometry that responds to the
E-field strength linearly. Limited by the given experimental conditions, this
demonstrated atomic electrometer uses an active volume of 11 mm$^3$ and
delivers a spectral noise floor around $0.34$ (mV/m)/$\sqrt{\rm Hz}$ and the
3-dB low cut-off frequency around 770 Hz inside the vapor cell. This work
investigates a regime of vapor-cell-based atomic electrometry that was seldom
studied before, which may enable more applications that utilize atomic E-field
sensing technology.
- Abstract（参考訳）: 真空環境中に含まれるアルカリ金属原子を用いたRydberg-assisted atomic Electrometryにより外部電場(E-fields)を数kHzの周波数で検出することは、容器内面に吸着したアルカリ金属原子によって引き起こされる低周波E-fieldスクリーニング効果により、非常に困難である。
我々は,単結晶サファイアからなるルビジウム(rb)蒸気セル上で,最大$sim$秒の時間スケールで非常に遅いeフィールドスクリーニング現象を報告した。
内部バイアスeフィールドを有するこのサファイア製rb蒸気セルを用いて、eフィールド強度に直線的に応答する蒸気セルベースの低周波原子電気測定を実証する。
与えられた実験条件によって制限されたこの原子電気計は、アクティブボリューム11 mm$^3$を使用し、スペクトルノイズフロアは約0.34$ (mV/m)/$\sqrt{\rm Hz}$および3dB低遮断周波数約770Hzを蒸気セル内に供給する。
本研究は、これまでほとんど研究されなかった気相細胞型原子電気測定の原理を解明し、原子eフィールドセンシング技術を利用したさらなる応用を可能にした。
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