論文の概要: Integrating two-photon nonlinear spectroscopy of rubidium atoms with silicon photonics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.04753v2
• Date: Fri, 13 Mar 2020 16:32:04 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-30 01:04:55.678378
• Title: Integrating two-photon nonlinear spectroscopy of rubidium atoms with silicon photonics
• Title（参考訳）: ルビジウム原子の2光子非線形分光とシリコンフォトニクスの融合
• Authors: Artur Skljarow, Nico Gruhler, Wolfram Pernice, Harald K\"ubler, Tilman Pfau, Robert L\"ow, and Hadiseh Alaeian
• Abstract要約: 集積シリコンフォトニックチップ。いくつかのサブ波長のリッジ導波路で構成され、ルビジウム蒸気のマイクロセルに浸漬される。 発光モードがルビジウム原子に結合すると導波路透過スペクトルが変化することが観察された。 この研究は、CMOS技術と互換性のある小型で低消費電力で統合されたハイブリッド原子フォトニクスシステムへの道を開いた。
• 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: We study an integrated silicon photonic chip, composed of several sub-wavelength ridge waveguides, and immersed in a micro-cell with rubidium vapor. Employing two-photon excitation, including a telecom wavelength, we observe that the waveguide transmission spectrum gets modified when the photonic mode is coupled to rubidium atoms through its evanescent tail. Due to the enhanced electric field in the waveguide cladding, the atomic transition can be saturated at a photon number $\approx$ 80 times less than a free-propagating beam case. The non-linearity of the atom-clad Si-waveguide is about 4 orders of magnitude larger than maximum achievable value in doped Si photonics. The measured spectra corroborate well with a generalized effective susceptibility model that includes the Casimir-Polder potentials, due to the dielectric surface, and the transient interaction between flying atoms and the evanescent waveguide mode. This work paves the way towards a miniaturized, low-power, and integrated hybrid atomic-photonic system compatible with CMOS technologies.
• Abstract（参考訳）: 我々は,いくつかのサブ波長リッジ導波路からなる集積シリコンフォトニックチップを,ルビジウム蒸気を用いたマイクロセルに浸漬した。 通信波長を含む2光子励起を用いて、光子モードがエバネッセントテールを介してルビジウム原子に結合されたときに導波路透過スペクトルが変化することを観測する。 導波路クラディングの強化された電場のため、原子転移は自由伝播ビームケースの約80倍の光子数で飽和することができる。 原子被覆si導波路の非線形性は、ドープsiフォトニクスの最大到達値よりも約4桁大きい。 測定されたスペクトルは、誘電体表面によるカシミール-ポルダーポテンシャルと、飛行原子とエバネッセント導波路モードとの過渡的相互作用を含む一般化された有効感受性モデルとよく相関する。 この研究は、CMOS技術と互換性のある小型で低消費電力で統合されたハイブリッド原子フォトニクスシステムへの道を開いた。

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