論文の概要: Quadratic Zeeman Spectral Diffusion of Thulium Ion Population in a
Yttrium Gallium Garnet Crystal
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.05005v1
- Date: Mon, 10 Oct 2022 20:24:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-23 00:48:47.912436
- Title: Quadratic Zeeman Spectral Diffusion of Thulium Ion Population in a
Yttrium Gallium Garnet Crystal
- Title（参考訳）: イットリウムガリウムガーネット結晶中のトリウムイオンの4次元ゼーマンスペクトル拡散
- Authors: Jacob H. Davidson, Antariksha Das, Nir Alfasi, Rufus L. Cone, Charles
W. Thiel, Wolfgang Tittel
- Abstract要約: We model and improve the frequency dependent population change in the atomic level structure of Thulium Yttrium Gallium Garnet (Tm:YGG)
印加磁場ゼロでは,周波数依存3レベル速度方程式の数値解がスペクトル孔焼成結果とよく一致していることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The creation of well understood structures using spectral hole burning is an
important task in the use of technologies based on rare earth ion doped
crystals. We apply a series of different techniques to model and improve the
frequency dependent population change in the atomic level structure of Thulium
Yttrium Gallium Garnet (Tm:YGG). In particular we demonstrate that at zero
applied magnetic field, numerical solutions to frequency dependent three-level
rate equations show good agreement with spectral hole burning results. This
allows predicting spectral structures given a specific hole burning sequence,
the underpinning spectroscopic material properties, and the relevant laser
parameters. This enables us to largely eliminate power dependent hole
broadening through the use of adiabatic hole-burning pulses. Though this system
of rate equations shows good agreement at zero field, the addition of a
magnetic field results in unexpected spectral diffusion proportional to the
induced Tm ion magnetic dipole moment and average magnetic field strength,
which, through the quadratic Zeeman effect, dominates the optical spectrum over
long time scales. Our results allow optimization of the preparation process for
spectral structures in a large variety of rare earth ion doped materials for
quantum memories and other applications.
- Abstract（参考訳）: スペクトルホールバーニングを用いたよく知られた構造の構築は、希土類イオンドープ結晶を用いた技術の利用において重要な課題である。
我々は,tulium yttrium gallium garnet (tm:ygg) の原子レベル構造における周波数依存型人口変化のモデル化と改善に,様々な手法を適用した。
特に、ゼロ印加磁場では、周波数依存3レベルレート方程式の数値解がスペクトルホールバーニング結果とよく一致していることを示す。
これにより、特定のホールバーニングシーケンス、下向きの分光材料特性、関連するレーザーパラメータが与えられたスペクトル構造を予測することができる。
これにより,断熱性ホールバーニングパルスを用いることで,電力依存型ホール拡大をほぼ排除できる。
この速度方程式は、ゼロフィールドにおいて良好な一致を示すが、磁場を付加すると、誘導されたtmイオン磁気双極子モーメントと平均磁場強度に予期しないスペクトル拡散が比例し、二次ゼーマン効果により、長いスケールで光学スペクトルが支配される。
本研究により, 各種希土類イオンドープ材料におけるスペクトル構造作成プロセスの最適化と, 量子メモリなどの応用が可能となった。
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