論文の概要: Coherent polarization self-rotation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.01892v1
- Date: Mon, 02 Jun 2025 17:18:48 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-04 21:47:34.6265
- Title: Coherent polarization self-rotation
- Title（参考訳）: コヒーレント偏光自己回転
- Authors: Roy Shaham, Orr Meron, Or Katz, Dimitry Yankelev, Ofer Firstenberg,
- Abstract要約: コヒーレント偏光自己回転(コヒーレント偏光自己回転、CPSR)はアルカリ金属蒸気中の2光子相互作用である。
CPSRは、磁気遷移の狭帯域光学分光と光スピンと原子スピンのコヒーレントカップリングを可能にする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We introduce and study coherent polarization self-rotation (CPSR), a two-photon light-matter interaction in dense alkali-metal vapors that enables both narrowband optical spectroscopy of magnetic transitions and coherent coupling between light and collective atomic spins. Unlike conventional polarization self-rotation, CPSR requires initial spin polarization and a predominantly linearly polarized probe. It operates efficiently even in optically thick vapors with high buffer-gas pressure, rapid spin-exchange collisions, and optically-unresolved hyperfine structure. We demonstrate CPSR with near-unity contrast in rubidium and achieve an exceptionally narrow two-photon linewidth of 10 Hz in potassium. CPSR realizes a coherent interface between one optical quadrature and the long-lived collective electronic spin, offering a robust and scalable light-spin coupling in optically thick platforms. This opens new opportunities for quantum optics, including coherent transduction between light and ultra-long-lived noble-gas spins via alkali spins.
- Abstract（参考訳）: 我々は,高濃度アルカリ金属蒸気中の2光子相互作用であるコヒーレント偏光自己回転(CPSR)を導入,研究し,磁気遷移の狭帯域光分光と光スピンと集合原子スピンのコヒーレントカップリングを可能にする。
従来の偏光自己回転とは異なり、CPSRは初期スピン偏光と主に線形偏光プローブを必要とする。
高バッファーガス圧力、急速スピン交換衝突、光学未解決超微細構造を持つ光学的に厚い蒸気でも効率的に動作する。
ルビジウムではCPSRとほぼ均一なコントラストが示され、カリウムでは10Hzという非常に狭い2光子線幅が得られる。
CPSRは、1つの光学クアチュアと長寿命の集合電子スピンのコヒーレントな界面を実現し、光学的に厚いプラットフォームで堅牢でスケーラブルな光スピン結合を提供する。
これにより、アルカリスピンを介して光と超長寿命の希ガススピンをコヒーレントに変換するなど、量子光学の新しい機会が開かれる。
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