論文の概要: Quantum resonant optical bistability with a narrow atomic transition: bistability phase diagram in the bad cavity regime

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.07133v1
• Date: Thu, 11 May 2023 20:55:39 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-15 14:35:00.903082
• Title: Quantum resonant optical bistability with a narrow atomic transition: bistability phase diagram in the bad cavity regime
• Title（参考訳）: 原子遷移が狭い量子共鳴光学的不安定性:悪い空洞状態における不安定性相図
• Authors: Dalila Rivero Jerez, Claudio Pessoa Jr, Gustavo de Fran\c{c}a, Raul Celistrino Teixeira, Sebastian Slama, Philippe W. Courteille
• Abstract要約: 共振励起光リングキャビティにおける飽和誘起光ビスタビリティの新たな発現の観察について報告する。 不安定性は、原子共鳴に近いキャビティの正常モードスペクトルに付加的なピークとして現れる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: We report on the observation of a novel manifestation of saturation-induced optical bistability in a resonantly pumped optical ring cavity interacting strongly with a cloud of atoms via a narrow atomic transition. The bistability emerges, above a critical pump rate, as an additional peak in the cavity's normal mode spectrum close to atomic resonance. This third transmission peak is usually suppressed due to strong resonant absorption, but in our experiment it is visible because of the linewidth of the atomic transition being much smaller than that of the cavity, which sets the experiment into the bad-cavity regime. Relying on complete saturation of the transition, this bistability has a quantum origin and cannot be mimicked by a classical material presenting a nonlinear refraction index. The appearance of the central peak in addition to the normal modes is predicted by a semi-classical model derived from the Tavis-Cummings Hamiltonian from which we derive a bistability phase diagram that connects our observations with former work on optical bistability in the good cavity regime. The phase diagram reveals several so far unexplored bistable phases.
• Abstract（参考訳）: 狭い原子遷移を通じて原子の雲と強く相互作用する共振励起光環空洞における飽和誘起光不安定性の新たな発現の観測について報告する。 不安定性は臨界ポンプ速度を超えると、原子共鳴に近いキャビティの正常モードスペクトルに付加的なピークとして現れる。 この第3の透過ピークは通常、強い共鳴吸収によって抑制されるが、我々の実験では、原子遷移の直線幅がキャビティよりもはるかに小さいため、実験を悪いキャビティ状態に設定する。 遷移の完全な飽和に基づいて、この不安定性は量子起源を持ち、非線形屈折率を示す古典的な材料では模倣できない。 通常のモードに加えて中央ピークの出現は、tavis-cummings hamiltonian から派生した半古典的モデルによって予測される。 相図は、これまでの未探索の双安定相をいくつか示している。

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