論文の概要: Photon retention in coherently excited nitrogen ions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.11926v2
• Date: Fri, 2 Jul 2021 01:51:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2023-04-23 06:49:22.826654
• Title: Photon retention in coherently excited nitrogen ions
• Title（参考訳）: コヒーレント励起窒素イオン中の光子保持
• Abstract要約: 我々は、コヒーレント励起分子窒素イオン(N2+)系における光子保持と量子コヒーレンスへの再有効性を示す。 このシステムでは, 励起状態の個体群が, 非常に弱い再放出光子を伝達する重要な役割を明らかにしている。 この新たな発見は、遠隔大気における光情報ストレージの潜在的なプラットフォームとして、N2+におけるコヒーレント量子制御の性質を明らかにしている。
• 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: Quantum coherence in quantum optics is an essential part of optical information processing and light manipulation. Alkali metal vapors, despite the numerous shortcomings, are traditionally used in quantum optics as a working medium due to convenient near-infrared excitation, strong dipole transitions and long-lived coherence. Here, we proposed and experimentally demonstrated photon retention and subsequent re-emittance with the quantum coherence in a system of coherently excited molecular nitrogen ions (N2+) which are produced using a strong 800 nm femtosecond laser pulse. Such photon retention, facilitated by quantum coherence, keeps releasing directly-unmeasurable coherent photons for tens of picoseconds, but is able to be read-out by a time-delayed femtosecond pulse centered at 1580 nm via two-photon resonant absorption, resulting in a strong radiation at 329.3 nm. We reveal a pivotal role of the excited-state population to transmit such extremely weak re-emitted photons in this system. This new finding unveils the nature of the coherent quantum control in N2+ for the potential platform for optical information storage in the remote atmosphere, and facilitates further exploration of fundamental interactions in the quantum optical platform with strong-field ionized molecules.
• Abstract（参考訳）: 量子光学における量子コヒーレンス(quantum coherence)は、光情報処理と光操作の重要な部分である。 多くの欠点にもかかわらず、アルカリ金属の蒸気は、便利な近赤外励起、強い双極子転移、長寿命コヒーレンスにより、量子光学においてワーキング媒体として使用される。 そこで本研究では,800nmフェムト秒レーザーパルスを用いたコヒーレント励起分子窒素イオン(N2+)系において,光子保持と量子コヒーレンスへの再有効性を示す実験を行った。 このような光子保持は、量子コヒーレンスによって促進され、数十ピコ秒の間直接測定不能なコヒーレント光子を放出し続けるが、2光子共振吸収により1580nm中心の時間遅延フェムト秒パルスによって読み出され、329.3nmの強い放射となる。 本システムでは, 励起状態の個体群が, 非常に弱い再放出光子を伝達する役割を明らかにする。 この新たな発見は、N2+における光情報ストレージの潜在的なプラットフォームとしてのコヒーレントな量子制御の性質を明らかにし、強磁場イオン化分子を用いた量子光学プラットフォームにおける基本的な相互作用のさらなる探索を容易にする。

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