論文の概要: Slow Light Augmented Unbalanced Interferometry for Extreme Enhancement
in Sensitivity of Measuring Frequency Shift in a Laser
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.05491v1
- Date: Fri, 8 Mar 2024 17:57:23 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-11 12:56:58.207921
- Title: Slow Light Augmented Unbalanced Interferometry for Extreme Enhancement
in Sensitivity of Measuring Frequency Shift in a Laser
- Title（参考訳）: レーザーの周波数シフト測定感度の極端向上のための低光増倍不平衡干渉計
- Authors: Ruoxi Zhu, Zifan Zhou, Jinyang Li, Jason Bonacum, David D. Smith and
Selim M. Shahriar
- Abstract要約: レーザーの周波数シフトを測定する感度を高めるために、緩やかに拡張されたマッハ・ツェンダー干渉計を使用することができる。
レーザの周波数シフトの測定に依存するセンサの感度は、この技術により大幅に向上することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.047460268019692
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We demonstrate a slow-light augmented unbalanced Mach-Zehnder interferometer
(MZI) which can be used to enhance very significantly the sensitivity of
measuring the frequency shift in a laser. The degree of enhancement depends on
the group index of the slow-light medium, the degree of imbalance between the
physical lengths of the two arms of the MZI, and the spectral width of the
laser. For a laser based on a high-finesse cavity, yielding a narrow quantum
noise limited spectral width, the group index has to be larger than the finesse
in order to achieve enhancement in measurement sensitivity. For the reported
results, strong slow-light effect is produced by employing electro-magnetically
induced transparency via coherent population trapping in a buffer-gas loaded
vapor cell of Rb atoms, with a maximum group index of ~1759. The observed
enhancement in sensitivity for a range of group indices agrees well with the
theoretical model. The maximum enhancement factor observed is ~22355, and much
larger values can be obtained using cold atoms for producing the slow-light
effect, for example. The sensitivity of any sensor that relies on measuring the
frequency shift of a laser can be enhanced substantially using this technique.
These include, but are not limited to, gyroscopes and accelerometers based on a
conventional ring laser or a superluminal ring laser, and detectors for
virialized ultra-light field dark matter. We also show how similar enhancements
can be achieved in a slow-light augmented unbalanced Michelson interferometer.
- Abstract（参考訳）: 我々は、レーザーの周波数シフトを測定する感度を著しく向上するために、低照度非平衡マッハ・ツェンダー干渉計(MZI)を実証する。
エンハンスメントの度合いは、スローライト媒体の群指数、MZIの2本の腕の物理的長さとレーザーのスペクトル幅の間の不均衡度に依存する。
高精細度キャビティをベースとしたレーザーの場合、測定感度を高めるために、量子ノイズ制限スペクトル幅が狭くなり、グループ指数が微細さよりも大きくなる必要がある。
報告した結果に対し,rb原子のバッファーガスを担持した蒸気電池において,コヒーレント集団による電気磁気誘起透過性を用いて,最大群指数が1759である強弱光効果が得られた。
観察された群指標に対する感度の増強は理論モデルとよく一致している。
観測される最大増強係数は ~22355 であり、例えばスローライト効果を生成するためにコールド原子を用いると、はるかに大きな値が得られる。
レーザの周波数シフトの測定に依存するセンサの感度は、この技術により大幅に向上することができる。
これらは、従来のリングレーザーまたはスーパールミナルリングレーザーに基づくジャイロスコープと加速度計と、ウイルス化された超光磁場ダークマターの検出器を含む。
また,低光度拡張アンバランスミシェルソン干渉計を用いて,同様の拡張を実現する方法を示す。
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