論文の概要: Nonlinear Frequency Translation in Micromachined Rb Vapor Cells
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.01997v1
- Date: Sun, 03 May 2026 17:57:23 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-05 20:33:50.036827
- Title: Nonlinear Frequency Translation in Micromachined Rb Vapor Cells
- Title（参考訳）: マイクロメカニカルRb蒸気セルにおける非線形周波数変換
- Authors: Heleni Krelman, Ori Nefesh, Liron Stern,
- Abstract要約: チップスケールのRb蒸気プラットフォームは、連続波モードでコヒーレントブルーおよび中赤外光を生成する。
このチップスケールプラットフォームは、様々な非線形光学機能のための汎用的な基盤を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The exceptional nonlinearity of alkali-metal vapors enables highly efficient nonlinear optical processes even at relatively low optical intensities. However, such processes have traditionally relied on centimeter-scale vapor cells. Here, we utilize a versatile chip-scale Rb vapor platform to generate coherent blue and mid-IR light in continuous-wave mode by means of resonant four-wave mixing. Optimized optical overlap with the atomic medium enables blue light generation of $\sim$20 $μ$W over a very short interaction length, while maintaining a directly measured linewidth of $\sim$1 MHz, which is presently limited by the measurement apparatus. Comparison with a conventional glassblown vapor cell further shows that the micromachined platform can achieve higher coherent blue-light generation efficiency despite its substantially shorter interaction length. Moreover, an anodically bonded Si window enables to detect coherent mid-IR emission with collected powers of $\sim$50 nW. We further characterize the temperature dependence and input-power scaling of the blue emission, confirming efficient nonlinear conversion within these compact vapor cells. This chip-scale platform provides a versatile foundation for a range of nonlinear optical functions, from precise wavelength references and quantum light sources to next-generation quantum sensors.
- Abstract（参考訳）: アルカリ金属蒸気の例外的な非線形性は、比較的低い光学強度でも高い効率の非線形光学過程を可能にする。
しかし、こうしたプロセスは伝統的にセンチメートル規模の蒸気細胞に依存してきた。
そこで我々は,共振4波長混合によるコヒーレントブルーおよび中赤外光を連続波モードで生成するために,多用途チップスケールRb蒸気プラットフォームを用いた。
原子媒体と最適化された光学的重なりは、非常に短い相互作用長で$\sim$20$μ$Wの青色光を発生させながら、直接測定された$\sim$1MHzの線幅を維持しながら、現在測定装置によって制限されている。
従来のガラスの蒸気電池と比較すると, 相互作用長が著しく短いにもかかわらず, マイクロマキッド・プラットフォームはコヒーレント・ブルーライト発生効率が向上することが示された。
さらに、陽極に結合したSi窓は、$\sim$50 nWの収集されたパワーでコヒーレントな中赤外放射を検出することができる。
さらに, ブルーエミッションの温度依存性と入力パワースケーリングを特徴付けるとともに, これらの小型気相セル内の非線形変換を効率よく行うことを確認する。
このチップスケールプラットフォームは、正確な波長参照や量子光源から次世代の量子センサーまで、様々な非線形光学機能のための汎用的な基盤を提供する。
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