論文の概要: High-angular-momentum Rydberg states in a room-temperature vapor cell
for DC electric-field sensing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.10542v1
- Date: Mon, 16 Oct 2023 16:14:18 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-18 01:27:01.851735
- Title: High-angular-momentum Rydberg states in a room-temperature vapor cell
for DC electric-field sensing
- Title（参考訳）: 直流電界センシング用常温蒸気電池における高角運動量rydberg状態
- Authors: Alisher Duspayev, Ryan Cardman, David A. Anderson, Georg Raithel
- Abstract要約: 我々は3光誘起透明性(EIT)と高周波ドレッシング(RF)を用いて、軌道量子数$ell le 6$でRydberg状態を分析する。
我々は,高値のRydberg状態を用いた直流電界センシングの原理を議論し,気相セル壁の光照射により誘導される$lesssim$50V/mの電界試験法を実験的に実証した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.6385815610837167
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We prepare and analyze Rydberg states with orbital quantum numbers $\ell \le
6$ using three-optical-photon electromagnetically-induced transparency (EIT)
and radio-frequency (RF) dressing, and employ the high-$\ell$ states in
electric-field sensing. Rubidium-85 atoms in a room-temperature vapor cell are
first promoted into the $25F_{5/2}$ state via Rydberg-EIT with three infrared
laser beams. Two RF dressing fields then (near-)resonantly couple $25 \ell$
Rydberg states with high $\ell$. The dependence of the RF-dressed Rydberg-state
level structure on RF powers, RF and laser frequencies is characterized using
EIT. Furthermore, we discuss the principles of DC-electric-field sensing using
high-$\ell$ Rydberg states, and experimentally demonstrate the method using
test electric fields of $\lesssim$~50~V/m induced via photo-illumination of the
vapor-cell wall. We measure the highly nonlinear dependence of the
DC-electric-field strength on the power of the photo-illumination laser.
Numerical calculations, which reproduce our experimental observations well,
elucidate the underlying physics. Our study is relevant to high-precision
spectroscopy of high-$\ell$ Rydberg states, Rydberg-atom-based electric-field
sensing, and plasma electric-field diagnostics.
- Abstract（参考訳）: 我々は、3光フォトトン電磁誘導透過(EIT)と高周波ドレッシング(RF)を用いて、軌道量子数$\ell \le 6$でRydberg状態を作成し、分析し、電界センシングに高$$の状態を用いる。
室温気相セル中のルビジウム85原子は、まず3つの赤外線レーザービームで、Rydberg-EITを介して25F_{5/2}$状態に昇格する。
2つのRFドレッシングフィールドは、(ほぼ)共鳴的に25$Rydberg状態と高い$$\ell$を持つ。
EIT を用いてRF, RF, レーザー周波数に対するRF-dressed Rydberg 状態構造の影響を特徴付ける。
さらに, 高い$\ell$ rydberg 状態を用いた直流電界センシングの原理を議論し, 気相壁の光照射により誘起される$\lesssim$~50~v/m の電界実験を用いて実験的に実証した。
光照射レーザの出力に対する直流電界強度の高非線形依存性を測定する。
実験観測をうまく再現する数値計算は、基礎となる物理学を解明する。
本研究はRydberg状態の高精度分光法,Rydberg原子を用いた電場センシング,プラズマ電場診断に関係している。
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