論文の概要: Microwave control of photonic spin Hall effect in atomic system
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.14586v1
- Date: Tue, 16 Dec 2025 16:53:31 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-17 16:49:26.802872
- Title: Microwave control of photonic spin Hall effect in atomic system
- Title（参考訳）: 原子系におけるフォトニックスピンホール効果のマイクロ波制御
- Authors: Muhammad Waseem,
- Abstract要約: 閉ループ$$$-type原子系におけるフォトニックスピンホール効果のマイクロ波場制御について検討する。
我々の結果は、マイクロ波量子センシングと量子光学スイッチに潜在的に応用できるかもしれない。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.566921351118167
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The photonic Spin Hall Effect (SHE) causes a polarization-dependent transverse shift of light at an interface. There is a significant research interest in controlling and enhancing the photonic SHE. In this paper, we theoretically investigate the microwave field control of the photonic SHE in a closed-loop $Λ$-type atomic system. We demonstrate that both the magnitude and angular position of the photonic SHE can be controlled by varying the relative phase $φ$ between the driving optical fields and the strength of the microwave coupling $Ω_μ$. At zero probe field detuning ($Δ_p = 0$) and $φ=0,π$, the photonic SHE magnitude reaches to upper limit equal to the half of the incident beam waist, and remains largely unaffected by the microwave strength $Ω_μ$, but its angular position shifts linearly with increasing $Ω_μ$. At intermediate phases, especially at $φ= π/2$, the magnitude of the photonic SHE exponentially decreases with the increase of $Ω_μ$. Interestingly, we observed microwave-controlled switching of photonic SHE by tuning the relative phase $φ$ at an optimized value of $Ω_μ$ and $Ω_{c}$. In contrast, at $Δ_p = \pm Ω_c$, a maximum photonic SHE equal to half of the incident beam waist occurs at $φ\leq π$ and $Ω_μ \geq Ω_p$, where both real and imaginary parts of the susceptibility vanish, yielding a unit refractive index. Our results may have potential applications in microwave quantum sensing and quantum optical switches based on the photonic SHE.
- Abstract（参考訳）: フォトニックスピンホール効果(SHE)は、界面における光の偏光依存性の逆シフトを引き起こす。
フォトニックSHEの制御と増強には重要な研究がある。
本稿では, 閉ループ$$$型原子系における光SHEのマイクロ波場制御を理論的に検討する。
我々は、光SHEの大きさと角位置の両方を、駆動光場とマイクロ波カップリングの強度の相対位相$φ$を変動させることで制御できることを実証した。
ゼロプローブ場デチューニング(Δ_p = 0$)および$φ=0,π$では、フォトニックSHE等級は入射ビームウエストの半分の上限に達し、マイクロ波強度$Ω_μ$の影響を受けないが、角位置は$Ω_μ$の増加とともに直線的に変化する。
中間相、特に$φ= π/2$ では、フォトニック SHE の大きさは $Ω_μ$ の増加とともに指数関数的に減少する。
興味深いことに、相対位相$φ$ を $Ω_μ$ と $Ω_{c}$ の値で調整することで、光合成SHEのマイクロ波制御切替を観測した。
対照的に、$Δ_p = \pm Ω_c$ において、入射ビームウエストの半分に相当する最大フォトニック SHE は $φ\leq π$ と $Ω_μ \geq Ω_p$ で発生し、そこでは感受性の実部と虚部の両方が消滅し、単位屈折率が得られる。
我々の結果は、光SHEに基づくマイクロ波量子センシングや量子光学スイッチに潜在的に応用できるかもしれない。
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