論文の概要: Single-photon-level sub-Doppler pump-probe spectroscopy of rubidium
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2007.08452v1
- Date: Thu, 16 Jul 2020 16:44:43 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-09 07:02:32.385155
- Title: Single-photon-level sub-Doppler pump-probe spectroscopy of rubidium
- Title（参考訳）: ルビジウムの単光子レベルサブドップラーポンプ-プローブ分光
- Authors: Paul Burdekin, Samuele Grandi, Rielly Newbold, Rowan A. Hoggarth, Kyle
D. Major, and Alex S. Clark
- Abstract要約: 本稿ではルビジウム吸収のポンププローブ分光法を提案する。
レーザー周波数を走査した2次元スペクトルは、蛍光、ドップラー拡散吸収ディップス、サブドップラー特性を示す。
将来的には、この技術はレーザーの周波数安定化を助けることができ、単一光子レベルのプローブは単一の光子源に置き換えられる可能性がある。
- 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: We propose and demonstrate pump-probe spectroscopy of rubidium absorption
which reveals the sub-Doppler hyperfine structure of the $^{5}$S$_{1/2}
\leftrightarrow$ $^{5}$P$_{3/2}$ (D2) transitions. The counter propagating pump
and probe lasers are independently tunable in frequency, with the probe
operating at the single-photon-level. The two-dimensional spectrum measured as
the laser frequencies are scanned shows fluorescence, Doppler-broadened
absorption dips and sub-Doppler features. The detuning between the pump and
probe lasers allows compensation of the Doppler shift for all atomic velocities
in the room temperature vapor, meaning we observe sub-Doppler features for all
atoms in the beam. We detail a theoretical model of the system which
incorporates fluorescence, saturation effects and optical pumping and compare
this with the measured spectrum, finding a mean absolute percentage error of
4.17\%. In the future this technique could assist in frequency stabilization of
lasers, and the single-photon-level probe could be replaced by a single photon
source.
- Abstract（参考訳）: 我々は,ルビジウム吸収のポンププロベ分光法を提案し,それを用いて,$^{5}$s$_{1/2} \leftrightarrow$$^{5}$p$_{3/2}$ (d2)遷移のサブドップラー超微細構造を明らかにした。
対向伝播ポンプとプローブレーザは独立に周波数を調整でき、プローブは単光子レベルで動作する。
レーザー周波数を走査した2次元スペクトルは、蛍光、ドップラー拡散吸収ディップス、サブドップラー特性を示す。
ポンプとプローブレーザーの変形により、室温の全ての原子速度に対するドップラーシフトの補償が可能となり、ビーム内の全ての原子のサブドップラー特性が観察される。
本稿では, 蛍光, 飽和効果, 光ポンピングを取り入れた理論モデルについて述べるとともに, 測定スペクトルと比較し, 平均絶対パーセンテージ誤差 4.17 % を求める。
将来的には、この技術はレーザーの周波数安定化を助け、単一光子レベルプローブを単一光子源に置き換えることができる。
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