論文の概要: Multifunctional metalens for trapping and characterizing single atoms
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.05501v1
- Date: Fri, 08 Nov 2024 12:02:38 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-11 14:54:16.229418
- Title: Multifunctional metalens for trapping and characterizing single atoms
- Title（参考訳）: 単一原子のトラップ・キャラクタリゼーションのための多機能金属
- Authors: Guang-Jie Chen, Dong Zhao, Zhu-Bo Wang, Ziqin Li, Ji-Zhe Zhang, Liang Chen, Yan-Lei Zhang, Xin-Biao Xu, Ai-Ping Liu, Chun-Hua Dong, Guang-Can Guo, Kun Huang, Chang-Ling Zou,
- Abstract要約: 我々は,無彩色レンズと大きな開口部,四分波板,偏光器を一体化した多機能メタレンを実証した。
金属は852,nmのトラップビームを同時に焦点とし、780,nmの単光子蛍光を収集する。
我々の研究は、低温原子に基づくコンパクトで統合された量子システムの実現における準曲面の可能性を示し、ナノスケールでの量子制御と操作を研究する新しい可能性を開く。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 15.034733815125822
- License:
- Abstract: Precise control and manipulation of neutral atoms are essential for quantum technologies but largely dependent on conventional bulky optical setups. Here, we demonstrate a multifunctional metalens that integrates an achromatic lens with large numerical aperture, a quarter-wave plate, and a polarizer for trapping and characterizing single Rubidium atoms. The metalens simultaneously focuses a trapping beam at 852\,nm and collects single-photon fluorescence at 780\,nm. We observe a strong dependence of the trapping lifetime on an external bias magnetic field, suggests a complex interplay between the circularly polarized trapping light and the atom's internal states. Our work showcases the potential of metasurfaces in realizing compact and integrated quantum systems based on cold atoms, opening up new possibilities for studying quantum control and manipulation at the nanoscale.
- Abstract（参考訳）: 中性原子の精密な制御と操作は量子技術には不可欠であるが、主に従来のバルク光学装置に依存している。
ここでは,無彩色レンズと大きな開口部,四分波板,および1つのルビジウム原子をトラップ・キャラクタリゼーションするための偏光器を一体化した多機能メタレンを実演する。
金属は同時にトラップビームを822nmに焦点を合わせ、単光子蛍光を780nmに集める。
我々は、トラップ寿命の強い外部バイアス磁場依存性を観察し、円偏光トラップ光と原子の内部状態の間の複雑な相互作用を示唆する。
我々の研究は、低温原子に基づくコンパクトで統合された量子システムの実現における準曲面の可能性を示し、ナノスケールでの量子制御と操作を研究する新しい可能性を開く。
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