Наблюдение сильного магнитооптического вращения поляризации света в парах рубидия для приложений в атомной магнитометрии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Нелинейные резонансы в парах щелочных металлов, регистрируемые методом магнитооптического вращения линейной поляризации света, активно используются в квантовой магнитометрии для создания атомных магнитометров. В большинстве таких сенсоров магнитооптическое вращение связано с явлением магнито-чувствительного двойного лучепреломления, а углы вращения обычно не превышают десятков миллирадиан. В настоящей работе предложена конфигурация эксперимента, в которой резонансы магнитооптического вращения линейной поляризации пробной волны вызваны сильным дихроизмом, наведенным в среде встречной волной накачки. Обе волны находятся в резонансе с оптическим переходом Fg = 2 → Fe = 1 в D1 -линии атома 87Rb (λ ≈ 795 нм). В наших экспериментах использовалась цилиндрическая ячейка с буферным газом длиной 2 см, а максимальный угол вращения составил◦≈ 390 мрад (22 ) при ширине резонанса около 300 нТл. Полученные результаты показывают, что предложенная конфигурация для наблюдения магнитооптического вращения перспективна для создания миниатюрных высокочувствительных атомных магнитометров.

Об авторах

А. О Макаров

Институт лазерной физики Сибирского отделения РАН; Новосибирский государственный университет

Email: x-kvant@mail.ru

Д. В Бражников

Институт лазерной физики Сибирского отделения РАН; Новосибирский государственный университет

Email: x-kvant@mail.ru

А. Н Гончаров

Институт лазерной физики Сибирского отделения РАН; Новосибирский государственный университет; Новосибирский государственный технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: x-kvant@mail.ru

Список литературы

  1. H. Fujiwara, Spectroscopic Ellipsometry. Principles and Applications, John Wiley & Sons Ltd., Chichester (2003).
  2. E. B. Alexandrov, Phys. Scr. 2003, 27 (2003).
  3. Optical Magnetometry, ed. by D. Budker and D. F. Jackson Kimball, Cambridge University Press, N.Y. (2013).
  4. D. Budker, W. Gawlik, D. F. Kimball, S. M. Rochester, V. V. Yashchuk, and A. Weis, Rev. Mod. Phys. 74, 1153 (2002).
  5. M. Auzinsh, D. Budker, and S. M. Rochester, Optically Polarized Atoms, Oxford University Press Inc., N.Y. (2010).
  6. H. B. Dang, A. C. Maloof, and M. V. Romalis, Appl. Phys. Lett. 97, 151110 (2010).
  7. D. Budker, V. Yashchuk, and M. Zolotorev, Phys. Rev. Lett. 81, 5788 (1998).
  8. D. V. Brazhnikov, V. I. Vishnyakov, A. N. Goncharov, E. Alipieva, C. Andreeva, and E. Taskova, Phys. Rev. A 106, 013113 (2022).
  9. J. C. Allred, R. N. Lyman, T. W. Kornack, and M. V. Romalis, Phys. Rev. A 89, 130801 (2002).
  10. V. Shah and M. V. Romalis, Phys. Rev. A 80, 013416 (2009).
  11. M. V. Petrenko, A. S. Pazgalev, and A. K. Vershovskii, Phys. Rev. Appl. 15, 064072 (2021).
  12. V. M. Entin, I. I. Ryabtsev, A. E. Boguslavsky, and Yu. V. Brzhazovsky, Opt.Commun. 207, 201 (2002).
  13. C. J. Zhu, J. Guan, F. Zhou, E. Y. Zhu, and Y. Li, OSA Continuum 4, 2527 (2021).
  14. O. Alem, T. H. Sander, R. Mhaskar, J. LeBlanc, H. Eswaran, U. Steinho, Y. Okada, J. Kitching, L. Trahms, and S. Knappe, Phys. Med. Biol. 60, 4797 (2015).
  15. T. M. Tierney, N. Holmes, S. Mellor, J. D. L'opez, G. Roberts, R. M. Hill, E. Boto, J. Leggett, V. Shah, M. J. Brookes, R. Bowtell, and G. R. Barnes, NeuroImage 199, 598 (2019).
  16. V. Acosta, M. P. Ledbetter, S. M. Rochester, D. Budker, D. F. Jackson Kimball, D. C. Hovde, W. Gawlik, S. Pustelny, J. Zachorowski, and V. V. Yashchuk, Phys. Rev. A 73, 053404 (2006).
  17. S. Li, P. Vachaspati, D. Sheng, N. Dural, and M. V. Romalis, Phys. Rev. A 84, 061403(R) (2011).
  18. F. J. Duarte, Narrow-Linewidth Laser Oscillators and Intracavity Dispersion, in: Tunable Lasers Handbook, ed. by F. J. Duarte, Academic Press Inc., London (1995).
  19. M. D. Rotondaro and G. P. Perram, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf. 57, 497 (1997).
  20. F. A. Franz, Phys. Rev. 139, A603 (1965).
  21. W. Happer, Rev. Mod. Phys. 44, 169 (1972).
  22. J. Vanier and C. Audoin, The Quantum Physics of Atomic Frequency Standards, Adam Hilger, Bristol and Philadelphia (1989).
  23. Д. В. Бражников, А. В. Тайченачев, А. М. Тумайкин, В. И. Юдин, И. И. Рябцев, В. М. Энтин, Письма в ЖЭТФ 91, 694 (2010)
  24. D. V. Brazhnikov, A. V. Taichenachev, A. M. Tumaikin, V. I. Yudin, I. I. Ryabtsev, and V. M. Entin, JETP Lett. 91, 625 (2010).
  25. D. V. Brazhnikov, A. V. Taichenachev, and V. I. Yudin, Eur. Phys. J. D 63, 315 (2011).
  26. G. Alzetta, S. Cartaleva, Y. Dancheva, Ch. Andreeva, S. Gozzini, L. Botti, and A. Rossi, J. Opt. B: Quantum Semiclass. Opt. 3, 181 (2001).
  27. Z. A. S. Jadoon, H. R. Noh, and J. T. Kim, Sci. Rep. 12, 145 (2022).
  28. D. V. Brazhnikov, A. V. Taichenachev, A. M. Tumaikin, and V. I. Yudin, Laser Phys. Lett. 11, 125702 (2014).
  29. D. V. Brazhnikov, S. M. Ignatovich, V. I. Vishnyakov, M. N. Skvortsov, Ch. Andreeva, V. M. Entin, and I. I. Ryabtsev, Laser Phys. Lett. 15, 025701 (2018).
  30. D. V. Brazhnikov, S. M. Ignatovich, A. S. Novokreshchenov, and M. N. Skvortsov, J. Phys. B: At. Mol. Opt. 52, 215002 (2019).
  31. Е. Б. Александров, А. К. Вершовский, УФН 179, 605 (2009)
  32. E. B. Aleksandrov and A. K. Vershovskii, Phys. Usp. 52, 573 (2009).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023