論文の概要: Degenerate mirrorless lasing in thermal alkali vapors

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.14705v1
• Date: Tue, 18 Mar 2025 20:09:43 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-20 15:22:11.639764
• Title: Degenerate mirrorless lasing in thermal alkali vapors
• Title（参考訳）: 熱アルカリ蒸気中における縮退ミラーレスラシング
• Authors: Aneesh Ramaswamy, Svetlana A. Malinovskaya,
• Abstract要約: 縮退した2層アルカリ原子系は線形偏光連続波ポンプ場によって駆動された。 ポンプ共鳴付近で, サブナチュラルライン幅分散構造が観察された。 着飾った状態遷移に対応するサイドバンドには、明確な純利得ピークが出現した。 この結果から, 熱アルカリ原子蒸気の退化を可能とし, 蛍光磁気センサ用信号-雑音比を著しく向上させることができた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: For a degenerate two-level alkali atom system driven by a linearly polarized continuous-wave pump field, the steady-state gain for an orthogonally polarized probe field was theoretically predicted (Ramaswamy et al., Mirrorless Lasing: A Theoretical Perspective. Opt. Memory and Neural Networks 32, S443-S466 (2023)). Using linear response theory, we calculated the probe absorption spectrum when the pump was detuned from resonance. A sub-natural linewidth dispersive structure was observed near the pump resonance, exhibiting both gain and absorption. Additionally, a distinct pure gain peak appeared at a sideband corresponding to a dressed-state transition. These effects typically do not persist outside the ultracold regime due to inhomogeneous broadening caused by Doppler broadening, which washes out the fine spectral details. We demonstrate that the sideband gain peak is sustained in the warm vapor regime when both the pump Rabi frequency and detuning exceed the Doppler width. Our results can enable degenerate mirrorless lasing in thermal alkali atom vapors, offering a significant enhancement in the signal-to-noise ratio for fluoroscopic remote magnetic sensing applications.
• Abstract（参考訳）: 線形偏光連続波ポンプ場を駆動する縮退二段階アルカリ原子系について, 直交偏光プローブ場に対する定常ゲインを理論的に予測した(Ramaswamy et al , Mirrorless Lasing: A Theory Perspective)。 Opt メモリとニューラルネットワーク 32, S443-S466 (2023))。 線形応答理論を用いて、ポンプが共鳴から脱離したときのプローブ吸収スペクトルを計算した。 ポンプ共振器近傍にサブナチュラルな線幅分散構造が観察され, 利得と吸収の両面が認められた。 さらに、着飾った状態遷移に対応するサイドバンドには、明確な純利得ピークが出現した。 これらの効果は通常、ドップラー拡大による不均一な拡張による超低温状態の外では持続せず、スペクトルの詳細を洗い流す。 ドップラー幅を超える場合, サイドバンドゲインピークは, ポンプRabi周波数とデチューニングの両方で温気状態に持続することを示した。 その結果, 熱アルカリ原子蒸気中におけるミラーレスラシングの退化が可能となり, フルオロスコープリモート磁気センサ用信号-ノイズ比が大幅に向上した。

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