論文の概要: Transient fluorescence with a single trapped ion
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.00650v1
- Date: Wed, 1 Mar 2023 16:52:33 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-02 14:02:20.446798
- Title: Transient fluorescence with a single trapped ion
- Title（参考訳）: 単一イオンを捕捉した過渡蛍光
- Authors: Nicol\'as Nu\~nez Barreto, Lucas Giardino, Carla Crucianelli, Muriel
Bonetto, Martin Drechsler, Christian Tom\'as Schmiegelow
- Abstract要約: 本稿では,ポールトラップ内の単一イオンを捕捉して過渡蛍光ダイナミクスを測定する手法を提案する。
イオンの散乱光子を測定することにより、原子蛍光の過渡曲線を抽出する。
時間依存蛍光を記録できることは、イオンの温度、冷却、加熱のダイナミクスに関する情報を含むため特に興味深い。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In this paper we present a method to measure transient fluorescent dynamics
with single trapped ions in a Paul trap. We use $^{40}$Ca$^+$ ions which
exhibit a $\Lambda$-type three-level system and measure the characteristic
optical pumping times between the ground $S_{1/2}$ and the meta-stable
$D_{3/2}$ levels. We prepare one of these states, then pump it to the opposite
via the excited $P_{1/2}$ state. By measuring the scattered photons of the ion,
we retrieve transient curves of the atomic fluorescence. These curves provide
fundamental information about the atomic system, such as branching fractions
and excited-state lifetimes, as well as experimental parameters like the
efficiency of the detection system and the saturation parameter of one of the
transitions. Finally, we study the time dependent fluorescence as a function of
optical power and detuning of the lasers and find a very good agreement with
simulating the dynamics via a three-level open quantum system through a set of
optical Bloch equations. Being able to record time dependent fluorescence is of
particular interest as it contains information about the temperature, cooling
and heating dynamics of the ion.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,ポールトラップ中の単一捕捉イオンを用いた過渡蛍光ダイナミクスの測定方法を提案する。
我々は、$^{40}$Ca$^+$イオンを使用し、$\Lambda$型3レベルシステムを示し、地上の$S_{1/2}$と準安定な$D_{3/2}$レベルの間の特性光ポンピング時間を測定する。
これらの状態の1つを準備し、励起された$p_{1/2}$状態を介して反対の状態にポンプで送る。
イオンの散乱光子を測定することにより、原子蛍光の過渡曲線を抽出する。
これらの曲線は、分岐分数や励起状態の寿命といった原子系の基本的な情報と、検出システムの効率や遷移の1つの飽和パラメータなどの実験パラメータを提供する。
最後に, 時間依存蛍光を光学パワーの関数として研究し, 光学ブロッホ方程式の組を通して3段階開量子系を介してダイナミクスをシミュレートすることと非常によく一致することを発見した。
時間に依存する蛍光を記録できることは、イオンの温度、冷却および加熱ダイナミクスに関する情報を含んでいるため、特に興味深い。
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