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/2403.05491v2
• Date: Tue, 11 Feb 2025 07:05:22 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-12 14:03:55.255769
• Title: Slow Light Augmented Unbalanced Interferometry for Extreme Enhancement in Sensitivity of Measuring Frequency Shift in a Laser
• Title（参考訳）: レーザーにおける周波数シフト測定感度の極端向上のためのスロー光増幅アンバランス干渉計
• Authors: Ruoxi Zhu, Zifan Zhou, Jinyang Li, Jason Bonacum, David D. Smith, 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）: 1.9322666072206554
• License:
• 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 sensitivity enhancement factor realized is ~560; much larger values can be obtained by using cold atoms for producing the slow-light effect. 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.
• 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高めるために、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。 報告結果に対し,Rb原子のバッファガス負荷蒸気セルにおいて,コヒーレント集団トラップによる電磁誘導透過性を利用して,最大基指数が1759。 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。 実現された最大感度増強係数は ~560 であり、遅い光効果を生み出すために低温原子を用いてより大きな値を得ることができる。 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。 これらは、ジャイロスコープや加速度計に限らず、従来のリングレーザーやスーパールミナルリングレーザーに基づくものや、仮想化された超光度ダークマターの検出器などである。

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