論文の概要: Composite picosecond control of atomic state through a nanofiber interface

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.06716v2
• Date: Mon, 10 Oct 2022 09:43:49 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-22 05:31:05.135547
• Title: Composite picosecond control of atomic state through a nanofiber interface
• Title（参考訳）: ナノファイバー界面による原子状態の複合ピコ秒制御
• Authors: Yudi Ma, Ruijuan Liu, Lingjing Ji, Liyang Qiu, Saijun Wu, Dianqiang Su, Yanting Zhao, Ni Yao and Wei Fang
• Abstract要約: ピコ秒励起による光学遷移の幾何学的ロバスト性を利用して、ほぼ完全な原子状態制御を実現することができることを示す。 我々は,ナノフォトニクス界面における位相パターンの精密化と任意の光双極子制御のために,このスキームを大規模に$N$に計画する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.0765679900082934
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Accurate control of single emitters at nanophotonic interfaces may greatly expand the accessible quantum states of coupled optical spins in the confined geometry and to unveil exotic nonlinear quantum optical effects. However, the optical control is challenged by spatially varying light-atom coupling strength generic to nanophotonics. We demonstrate numerically that despite the near-field inhomogenuity, nearly perfect atomic state control can be achieved by exploiting geometric robustness of optical transitions with composite picosecond excitations. Our proposal is followed by a proof-of-principle demonstration where an $N=3$ composite sequence is applied to robustly invert the D1 population of free-flying $^{85}$Rb atoms trespassing a nanofiber interface. The precise control is confirmed by comparing the D2 fiber transmission with full-level simulation of the mesoscopic light-atom interaction across the composite parameter space. We project the scheme to large $N$ for precise phase patterning and arbitrary optical dipole control at the nanophotonic interface.
• Abstract（参考訳）: ナノフォトニック界面での単一エミッタの正確な制御は、閉じ込められた幾何学における結合光スピンのアクセス可能な量子状態を大きく拡大し、エキゾチックな非線形量子光学効果を披露する。 しかし、光制御は、ナノフォトニクスに汎用的な空間的に変化する光-原子結合強度によって挑戦される。 我々は, 近接場不均一性にもかかわらず, 複合ピコ秒励起による光学遷移の幾何学的ロバスト性を利用して, ほぼ完全な原子状態制御を実現することができることを示した。 提案手法は, ナノファイバー界面を横切る自由飛行する$^{85}$Rb原子のD1集団を強固に逆転させるために, $N=3$複合配列を応用したプリンシプル実証実験である。 合成パラメータ空間を横断するメソスコピック光原子相互作用のフルレベルシミュレーションとD2ファイバー伝送を比較して、精密制御を確認した。 我々は,ナノフォトニックインタフェースにおける位相パターンの精密化と任意の光双極子制御のために,この方式を大規模にN$に提案する。

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