論文の概要: Collective excitation and decay of waveguide-coupled atoms: from timed Dicke states to inverted ensembles

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2204.04106v1
• Date: Fri, 8 Apr 2022 14:53:46 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-17 21:16:59.067272
• Title: Collective excitation and decay of waveguide-coupled atoms: from timed Dicke states to inverted ensembles
• Title（参考訳）: 導波路結合原子の集団励起と崩壊:時間的ディッケ状態から逆アンサンブルへ
• Authors: Christian Liedl, Sebastian Pucher, Felix Tebbenjohanns, Philipp Schneeweiss and Arno Rauschenbeutel
• Abstract要約: 光ナノファイバーを用いた原子アンサンブルによる光の集合吸収と放射の研究を行った。 強い反転を実現し、約80%の原子が励起され、その後の放射崩壊を誘導モードに研究する。 この結果は、光と物質の集合的相互作用の根本的な理解に寄与する。
• 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: The collective absorption and emission of light by an ensemble of atoms is at the heart of many fundamental quantum optical effects and the basis for numerous applications. However, beyond weak excitation, both experiment and theory become increasingly challenging. Here, we explore the regimes from weak excitation to inversion with ensembles of up to one thousand atoms that are trapped and optically interfaced using the evanescent field surrounding an optical nanofiber. We realize strong inversion, with about 80% of the atoms being excited, and study their subsequent radiative decay into the guided modes. The data is very well described by a simple model that assumes a cascaded interaction of the guided light with the atoms. Our results contribute to the fundamental understanding of the collective interaction of light and matter and are relevant for applications ranging from quantum memories to sources of nonclassical light to optical frequency standards.
• Abstract（参考訳）: 原子の集合による光の集合吸収と放出は多くの基本的な量子光学効果の中心であり、多くの応用の基礎となっている。 しかし、弱い励起を超えると、実験と理論の両方がますます困難になる。 ここでは,光ナノファイバーを取り囲むエバネッセント場を用いて,最大1000個の原子のアンサンブルを用いて,弱い励起から逆転までの機構を探索する。 我々は、原子の約80%が励起され、強い反転を実現し、その後続の放射崩壊を誘導モードに研究した。 データは、誘導光と原子のカスケード相互作用を仮定した単純なモデルによって非常によく説明されている。 本研究は, 量子メモリから非古典的光源, 光周波数標準に至るまで, 光と物質の集合的相互作用の基本的な理解に寄与する。

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