論文の概要: Quantitative absorption imaging of optically dense effective two-level systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.12505v1
• Date: Sun, 24 Oct 2021 18:24:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-10 11:42:18.465105
• Title: Quantitative absorption imaging of optically dense effective two-level systems
• Title（参考訳）: 光高密度有効2レベル系の定量的吸収イメージング
• Authors: Romain Veyron, Vincent Mancois, Jean-Baptiste Gerent, Guillaume Baclet, Philippe Bouyer and Simon Bernon
• Abstract要約: 吸収イメージングは、時間分解能が高く、部分的に透明な物体の空間情報を取得するのが一般的である。 本稿では,任意の飽和状態における2レベル系のアンサンブルによる$sigma$偏光レーザプローブの吸収を理論的に導出する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Absorption imaging is a commonly adopted method to acquire, with high temporal resolution, spatial information on a partially transparent object. It relies on the interference between a probe beam and the coherent response of the object. In the low saturation regime, it is well described by a Beer Lambert attenuation. In this paper we theoretically derive the absorption of a $\sigma$ polarized laser probe by an ensemble of two-level systems in any saturation regime. We experimentally demonstrate that the absorption cross section in dense $^{87}$Rb cold atom ensembles is reduced, with respect to the single particle response, by a factor proportional to the optical density b of the medium. To explain this reduction, we developed a model that incorporates, in the single particle response, the incoherent electromagnetic background emitted by the surrounding ensemble. We show that it qualitatively reproduces the experimental results. Our calibration factor that has a universal dependence on optical density $b$ for $\sigma$ polarized light : $\alpha$ = 1.17(9) + 0.255(2)b allows to obtain quantitative and absolute, in situ, images of dense quantum systems.
• Abstract（参考訳）: 吸収イメージングは、部分的に透明な物体の空間情報を高い時間分解能で取得する一般的な方法である。 これは、プローブビームと物体のコヒーレント応答の間の干渉に依存する。 低飽和状態においては、ビールのランベルト減衰によってよく説明される。 本稿では,任意の飽和状態における2レベル系のアンサンブルによる$\sigma$偏光レーザプローブの吸収を理論的に導出する。 本研究では,高密度の$^{87}$Rb冷原子アンサンブルの吸収断面積を,媒体の光学密度bに比例して,単一粒子応答に対して低減することを示した。 この還元を説明するために, 単一粒子応答において, 周囲のアンサンブルから放射される電磁的背景を包含するモデルを開発した。 実験結果を定性的に再現することを示す。 我々の校正係数は、光学密度$b$ for $\sigma$ polarized light : $\alpha$ = 1.17(9) + 0.255(2)bにより、高密度量子系の量的かつ絶対的な画像を得ることができる。

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