論文の概要: Quantum-enabled Rydberg atomic polarimetry of radio-frequency fields
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.17997v1
- Date: Sun, 23 Mar 2025 09:13:36 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-25 14:33:28.024898
- Title: Quantum-enabled Rydberg atomic polarimetry of radio-frequency fields
- Title（参考訳）: 高周波場の量子対応リドバーグ原子偏光度測定
- Authors: Matthew Cloutman, Matthew Chilcott, Alexander Elliott, J. Susanne Otto, Amita B. Deb, Niels Kjærgaard,
- Abstract要約: ライドバーグ原子は、高周波(RF)と光ドメインの間で効率的に光子を結合する。
原子状態の角運動量量子化による分光シグネチャについて検討する。
本研究は、量子気象電場評価のためのRydberg原子偏光度測定の展望について重要な知見を与える。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 37.69303106863453
- License:
- Abstract: Rydberg atoms efficiently link photons between the radio-frequency (RF) and optical domains. They furnish a medium in which the presence of an RF field imprints on the transmission of a probe laser beam by altering the coherent coupling between atomic quantum states. The immutable atomic energy structure underpins quantum-metrological RF field measurements and has driven intensive efforts to realize inherently self-calibrated sensing devices. Here we investigate spectroscopic signatures owing to the angular momentum quantization of the atomic states utilized in an electromagnetically-induced transparency (EIT) sensing scheme for linearly-polarized RF fields. Specific combinations of atomic terms are shown to give rise to universal, distinctive fingerprints in the detected optical fields upon rotating the RF field polarization. Using a dressed state picture, we identify two types of angular momentum ladders that display strikingly disparate spectroscopic signatures, including the absence or presence of a central spectral EIT peak. We verify our predicted complementary response in rubidium vapour cell experiments and through density matrix calculations. Our study adds important insights into the prospects of Rydberg atomic polarimetry for quantum metrological electric field characterization.
- Abstract（参考訳）: ライドバーグ原子は、高周波(RF)と光ドメインの間で効率的に光子を結合する。
彼らは、原子量子状態間のコヒーレント結合を変化させることで、プローブレーザビームの透過にRF場の存在が印加する媒体を提供する。
イミュータブルな原子エネルギー構造は、量子メカロジカルRF場の測定を基盤としており、自然に自己校正されたセンシングデバイスを実現するために集中的に努力している。
本稿では、線形分極RF場に対する電磁誘導透過(EIT)検出法で用いられる原子状態の角運動量量子化による分光シグネチャについて検討する。
原子項の特定の組み合わせは、RF電界偏光を回転させると検出された光学界に普遍的で独特な指紋をもたらすことが示されている。
着飾った状態図を用いて、中央スペクトルEITピークの欠如や存在など、著しく異なるスペクトルのシグネチャを示す2種類の角運動量はしごを同定する。
本稿では,ルビジウム気相セル実験および密度行列計算による相補的応答の予測を検証した。
本研究は、量子気象電場評価のためのRydberg原子偏光度測定の展望について重要な知見を与える。
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