論文の概要: Velocity-comb modulation transfer spectroscopy
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.16148v1
- Date: Mon, 27 Jan 2025 15:41:34 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-01-28 13:54:02.940269
- Title: Velocity-comb modulation transfer spectroscopy
- Title（参考訳）: 速度-コム変調移動分光法
- Authors: Xiaolei Guan, Zheng Xiao, Zijie Liu, Zhiyang Wang, Jia Zhang, Xun Gao, Pengyuan Chang, Tiantian Shi, Jingbiao Chen,
- Abstract要約: 多周波コムレーザーの速度選択共振効果を利用するMTS(Velocity-comb modulation transfer spectroscopy)法を提案する。
プローブポンプ構成では、各対の逆伝播レーザーが異なる横速度コムグループの原子と相互作用する。
予備実証実験の結果,三周波レーザーの周波数安定性は単周波レーザーと比較してほぼ1倍のsqrt3で最適化された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.286452305495274
- License:
- Abstract: Sub-Doppler laser spectroscopy is a crucial technique for laser frequency stabilization, playing a significant role in atomic physics, precision measurement, and quantum communication. However, recent efforts to improve frequency stability appear to have reached a bottleneck, as they primarily focus on external technical approaches while neglecting the fundamental issue of low atomic utilization (< 1%), caused by only near-zero transverse velocity atoms involved in the transition. Here, we propose a velocity-comb modulation transfer spectroscopy (MTS) solution that takes advantage of the velocity-selective resonance effect of multi-frequency comb lasers to enhance the utilization of non-zero-velocity atoms. In the probe-pump configuration, each pair of counter-propagating lasers interacts with atoms from different transverse velocity-comb groups, independently contributing to the spectral amplitude and signal-to-noise ratio. Preliminary proof-of-principle results show that the frequency stability of the triple-frequency laser is optimized by nearly a factor of \sqrt{3} compared to the single-frequency laser, consistent with theoretical expectations. With more frequency comb components, MTS-stabilized lasers are expected to achieve order-of-magnitude breakthroughs in frequency stability, taking an important step toward next-generation compact optical clocks. This unique method can also be widely applied to any quantum system with a wide velocity distribution, inspiring innovative advances in numerous fields with a fresh perspective.
- Abstract（参考訳）: サブドップラーレーザー分光法はレーザー周波数安定化の重要な技術であり、原子物理学、精密測定、量子通信において重要な役割を果たしている。
しかし、近年の周波数安定性向上の取り組みは、主に原子利用の低さ(1%)の根本的な問題を無視しながら、外的技術的アプローチに焦点をあてているため、ボトルネックに到達したようである。
本稿では,多周波コムレーザーの速度選択共振効果を利用して,非ゼロ速度原子の利用を促進できるMTS法を提案する。
プローブポンプ構成では、各対の反伝搬レーザーが異なる横速度コム群の原子と相互作用し、スペクトル振幅と信号対雑音比に独立に寄与する。
プリミナリー・オブ・プリンシプルの結果、三周波レーザーの周波数安定性は単周波レーザーと比較してほぼ1因子のsqrt{3}で最適化され、理論的な期待と一致していることが示された。
周波数コム成分がより多くなると、MTS安定化レーザーは周波数安定性のオーダー・オブ・マグニチュード・ブレークスルーを達成することが期待され、次世代の小型光時計に向けて重要な一歩を踏み出す。
このユニークな方法は、広い速度分布を持つ任意の量子系にも広く適用でき、新しい視点を持つ多くの分野において革新的な進歩を刺激することができる。
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