論文の概要: Coupling light to an atomic tweezer array in a cavity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.11104v1
• Date: Mon, 18 Dec 2023 11:07:35 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-20 20:16:02.525457
• Title: Coupling light to an atomic tweezer array in a cavity
• Title（参考訳）: 空洞内の原子トウィーザーアレイへの光の結合
• Authors: Yakov Solomons, Inbar Shani, Ofer Firstenberg, Nir Davidson, Ephraim Shahmoon
• Abstract要約: 光空洞を介して格子間隔が光の波長を超える2次元原子配列に光の結合を考える。 超波長アレイは、自由空間における高い光反射率を特徴とする強い原子-光子結合を示す。 この損失は中程度の細い空洞で克服できることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We consider the coupling of light, via an optical cavity, to two-dimensional atomic arrays whose lattice spacing exceeds the wavelength of the light. Such 'superwavelength' spacing is typical of optical tweezer arrays. While subwavelength arrays exhibit strong atom-photon coupling, characterized by high optical reflectivity in free space, the coupling efficiency of superwavelength arrays is reduced due to collective scattering losses to high diffraction orders. We show that a moderate-finesse cavity overcomes these losses. As the scattering losses peak at certain discrete values of the lattice spacing, the spacing can be optimized to achieve efficient atom-photon coupling in the cavity. Our cavity-QED theory properly accounts for collective dipolar interactions mediated by the lossy, non-cavity-confined photon modes and for finite-size effects of both the array and the light field. These findings pave the way to harnessing the versatility of tweezer arrays for efficient atom-photon interfaces in applications of quantum computing, networking, and nonlinear optics.
• Abstract（参考訳）: 光共振器を介して、格子間隔が光の波長を超える2次元原子配列への光の結合を考える。 このような「超波長」間隔は光ツイーザーアレイの典型である。 サブ波長アレイは自由空間における高い光学反射率を特徴とする強い原子-光子結合を示すが、集団散乱損失により高回折次数となるスーパー波長アレイの結合効率が低下する。 この損失は中程度の細い空洞で克服できることを示す。 散乱損失は格子間隔の特定の離散値でピークとなるため、空洞内の効率的な原子-光子結合を達成するためにスペーシングを最適化することができる。 我々のキャビティ-QED理論は、損失、非キャビティ強化光子モードを介する集団双極子相互作用と、アレイと光場の両方の有限サイズ効果を適切に説明する。 これらの発見は、量子コンピューティング、ネットワーク、非線形光学の応用において、トワイザーアレイの汎用性を効率的な原子光子インタフェースに活用する道を開いた。

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