論文の概要: Modeling of a continuous superradiant laser on the sub-mHz $^1$S$_0\,\rightarrow\,^3$P$_0$ transition in neutral strontium-88

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.06575v2
• Date: Wed, 11 Sep 2024 12:54:37 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-09-12 13:13:20.760226
• Title: Modeling of a continuous superradiant laser on the sub-mHz $^1$S$_0\,\rightarrow\,^3$P$_0$ transition in neutral strontium-88
• Title（参考訳）: 中性ストロンチウム88のサブmHz$^1$S$_0\,\rightarrow\,^3$P$_0$遷移における連続超放射光レーザーのモデリング
• Authors: Swadheen Dubey, Georgy A. Kazakov, Benedikt Heizenreder, Sheng Zhou, Shayne Bennetts, Stefan Alaric Schäffer, Ananya Sitaram, Florian Schreck,
• Abstract要約: mHzライン幅のクロック遷移における超放射能放出が示されているが、真の連続動作は極めて困難であることが判明した。 本稿では,超低温ストロンチウム原子の高流動連続ビームとボウティキャビティを組み合わせることで,この問題を克服できるマシンの設計について議論する。 我々は、原子番号の変動によって制限された100mHz未満のレーザー光線幅を推定し、数百fWの出力パワーを得る。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.318157997343946
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Continuous superradiance using a narrow optical transition has the potential to improve the short-term stability of state-of-the-art optical clocks. Even though pulsed superradiant emission on a mHz linewidth clock transition has been shown, true continuous operation, without Fourier limitation, has turned out to be extremely challenging. The trade-off between maintaining a high atomic flux while minimizing decoherence effects presents a significant obstacle. Here, we discuss the design of a machine that could overcome this problem by combining a high-flux continuous beam of ultra cold strontium atoms with a bowtie cavity for the generation of superradiant lasing. To evaluate the feasibility of our design, we present simulation results for continuous high-efficiency cooling, loading, and pumping to the upper lasing state inside the bowtie cavity. We then present two different models for stimulating the generated superradiant field by taking into account position-dependent shifts, collisional decoherence, light shifts, and atom loss. Finally, we estimate a laser linewidth of less than 100 mHz, limited by atom number fluctuations, and resulting in an output power of hundreds of fW.
• Abstract（参考訳）: 狭めの光遷移を用いた連続超輝度は、最先端の光時計の短期安定性を向上させる可能性がある。 ミリ波線幅のクロック遷移におけるパルス超放射光の放出が示されているが、フーリエ制限のない真の連続動作は極めて困難であることが判明した。 脱コヒーレンス効果を最小化しながら高い原子フラックスを維持することのトレードオフは、大きな障害となる。 本稿では,超低温ストロンチウム原子の高流束連続ビームとボウティキャビティを併用して超ラジアントラジングを発生させることにより,この問題を克服できるマシンの設計について議論する。 本設計の有効性を評価するため, 連続した高効率冷却, ローディング, ポンプのシミュレーション結果について検討した。 次に、位置依存シフト、衝突脱コヒーレンス、光シフト、原子損失を考慮し、生成した超放射能場を刺激する2つの異なるモデルを示す。 最後に、原子番号の変動によって制限された100mHz未満のレーザー光線幅を推定し、数百fWの出力出力を得る。

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