論文の概要: Trapped atoms and superradiance on an integrated nanophotonic microring
circuit
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.14318v1
- Date: Thu, 21 Dec 2023 22:12:25 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-25 16:36:02.870356
- Title: Trapped atoms and superradiance on an integrated nanophotonic microring
circuit
- Title(参考訳): 集積ナノフォトニックマイクロリング回路における捕捉原子と超放射
- Authors: Xinchao Zhou, Hikaru Tamura, Tzu-Han Chang, Chen-Lung Hung
- Abstract要約: ナノフォトニックデバイスを内蔵した対面型コールド原子は、工学的な原子-光相互作用のための新しいパラダイムを提供する可能性がある。
ナノフォトニックマイクロリング回路上で、100近い原子のアンサンブルを光学マイクロトラップに初めて直接ロードする様子を実演する。
我々の技術は、様々な量子応用のためにナノフォトニック回路上の大量の冷媒原子をトラップするために拡張することができる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Interfacing cold atoms with integrated nanophotonic devices could offer new
paradigms for engineering atom-light interactions and provide a potentially
scalable route for quantum sensing, metrology, and quantum information
processing. However, it remains a challenging task to efficiently trap a large
ensemble of cold atoms on an integrated nanophotonic circuit. Here, we
demonstrate the first direct loading of an ensemble of nearly a hundred atoms
into an optical microtrap on a nanophotonic microring circuit, with a trap
lifetime approaching one second. Efficient trap loading is achieved by
employing degenerate Raman-sideband cooling with a built-in spin-motion
coupling in the microtrap and a single optical beam sent from free space for
optical pumping. We show that the trapped atoms display large cooperative
coupling and superradiant decay into a whispering-gallery mode of the microring
resonator, holding promise for explorations of new collective effects. Our
technique can be extended to trapping a large ensemble of cold atoms on
nanophotonic circuits for various quantum applications.
- Abstract(参考訳): 寒冷原子とナノフォトニックデバイスの統合により、原子-光相互作用をエンジニアリングするための新しいパラダイムを提供し、量子センシング、メトロロジー、量子情報処理に潜在的にスケーラブルな経路を提供することができる。
しかし、集積ナノフォトニクス回路で大量の冷えた原子を効率的にトラップするのは難しい。
ここでは、ナノフォトニックマイクロリング回路上の光マイクロトラップに100個近い原子のアンサンブルを初めて直接ロードし、トラップ寿命が1秒に近づくことを実証する。
マイクロトラップ内にスピンモーションカップリングを組み込んだ縮退ラマンサイドバンド冷却と、光ポンピングのために自由空間から送信される単一光ビームを用いることにより、効率的なトラップローディングを実現する。
マイクロリング共振器の共振モードにおいて, 捕捉された原子は大きな協調結合と超ラジカル崩壊を示し, 新たな集団効果の探索を約束する。
我々の技術は、様々な量子応用のためにナノフォトニック回路上の大量の冷媒原子をトラップするために拡張することができる。
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