論文の概要: Imaging and localizing individual atoms interfaced with a nanophotonic waveguide

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2004.02303v3
• Date: Wed, 26 Aug 2020 09:04:48 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-26 08:26:44.422694
• Title: Imaging and localizing individual atoms interfaced with a nanophotonic waveguide
• Title（参考訳）: ナノフォトニック導波路を用いた個々の原子のイメージングと局在化
• Authors: Yijian Meng, Christian Liedl, Sebastian Pucher, Arno Rauschenbeutel, and Philipp Schneeweiss
• Abstract要約: 単一粒子分解蛍光イメージングは、低温原子物理学において実現可能な技術である。 ここでは、光学ナノファイバーを用いて閉じ込められ、光学的に相互作用する単一原子を画像化する。
• 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: Single particle-resolved fluorescence imaging is an enabling technology in cold-atom physics. However, so far, this technique was not available for nanophotonic atom-light interfaces. Here, we image single atoms that are trapped and optically interfaced using an optical nanofiber. Near-resonant light is scattered off the atoms and imaged while counteracting heating mechanisms via degenerate Raman cooling. We detect trapped atoms within 150 ms and record image sequences of given atoms. Building on our technique, we perform two experiments which are conditioned on the number and position of the nanofiber-trapped atoms. We measure the transmission of nanofiber-guided resonant light and verify its exponential scaling in the few-atom limit, in accordance with Beer-Lambert's law. Moreover, depending on the interatomic distance, we observe interference of the fields that two simultaneously trapped atoms emit into the nanofiber. The demonstrated technique enables post-selection and possible feedback schemes and thereby opens the road towards a new generation of experiments in quantum nanophotonics.
• Abstract（参考訳）: 単一粒子分解蛍光イメージングはコールド原子物理学において有効な技術である。 しかし、これまでのところ、この技術はナノフォトニック原子光インタフェースでは利用できなかった。 ここでは、光学ナノファイバーを用いて閉じ込められ、光学的に相互作用する単一原子を画像化する。 近共鳴光は原子から散乱され、縮退ラマン冷却による加熱機構を相殺しながら撮像される。 150ms以内に閉じ込められた原子を検出し、与えられた原子の画像を記録します。 この手法に基づき,ナノファイバートラップ原子の数と位置を条件とした2つの実験を行った。 本研究では, ナノファイバー誘導共振光の透過を計測し, 数原子制限下での指数的スケーリングをBeer-Lambertの法則に従って検証する。 さらに、原子間距離により、2つの同時に閉じ込められた原子がナノファイバーに放出される磁場の干渉を観察する。 実証された技術は、選択後のフィードバックスキームを可能にし、量子ナノフォトニクスの新しい世代の実験への道を開く。

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