論文の概要: Fully Collective Superradiant Lasing with Vanishing Sensitivity to Cavity Length Vibrations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.12267v1
• Date: Fri, 13 Jun 2025 22:40:27 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-17 17:28:45.60893
• Title: Fully Collective Superradiant Lasing with Vanishing Sensitivity to Cavity Length Vibrations
• Title（参考訳）: キャビティ長振動に対する感度の低下を伴う全集束超放射ラジング
• Authors: Jarrod T. Reilly, Simon B. Jäger, John Cooper, Murray J. Holland,
• Abstract要約: 連続波のアクティブ原子時計は、原子を応答させながら自発放出による寄生的加熱により発散している。 本稿では, 共振器と共振器との結合に代えて, 共振を全集合的に行う方法を提案する。 このシステムは,直線幅連続波超放射光レーザを$mathcalO$(100$mu$Hz)で生成可能である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: To date, realization of a continuous-wave active atomic clock has been elusive primarily due to parasitic heating from spontaneous emission while repumping the atoms. Here, we propose a solution to this problem by replacing the random emission with coupling to an auxiliary cavity, making repumping a fully collective process. While it is known that collective two-level models do not possess a generic lasing threshold, we show this restriction is overcome with multi-level atoms since collective pumping and decay can be performed on distinct transitions. Using relevant atomic parameters, we find this system is capable of producing an $\mathcal{O}$(100 $\mu$Hz)-linewidth continuous-wave superradiant laser. Our principal result is the potential for an operating regime with cavity length vibration sensitivity below $\mathcal{O}(10^{-14} / g)$, including a locus of parameter values where it completely vanishes even at steady-state.
• Abstract（参考訳）: これまで、連続波のアクティブ原子時計の実現は、主に原子を応答させながら自発放出から寄生的加熱によって行われた。 そこで本研究では, ランダム放出を補助空洞への結合に置き換えることにより, 完全な集合過程を再現することで, この問題に対する解決法を提案する。 集合的二層モデルが一般的なラジングしきい値を持たないことは知られているが、この制限は、集団ポンピングと崩壊を異なる遷移で行うことができるため、多層原子で克服されていることを示す。 関連する原子パラメータを用いて、このシステムは$\mathcal{O}$(100 $\mu$Hz)-線幅連続波超放射光レーザーを生成することができる。 本研究の主な成果は, キャビティ長振動感度が$\mathcal{O}(10^{-14} / g)$以下のオペレーショナルレシスタンスの可能性であり, 定常状態でも完全に消滅するパラメータ値の軌跡を含む。

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