ОСЦИЛЛЯЦИИ РАБИ ПРИ ТРЕХФОТОННОМ ЛАЗЕРНОМ ВОЗБУЖДЕНИИ ОДИНОЧНОГО РИДБЕРГОВСКОГО АТОМА РУБИДИЯ В ОПТИЧЕСКОЙ ДИПОЛЬНОЙ ЛОВУШКЕ

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

В эксперименте по трехфотонному лазерному возбуждению 5S1/2 → 5P3/2 → 6S1/2 → 37P3/2 одиночного ридберговского атома 87Rb, захваченного в оптическую дипольную ловушку, впервые наблюдались трехфотонные осцилляции населенностей Раби между основным и ридберговским состоянием. Одиночный атом регистрировался оптическим методом по сигналу резонансной флуоресценции на малошумящей sCMOS-видеокамере. Измерялась относительная вероятность атому остаться в ловушке после действия трех синхронизованных возбуждающих лазерных импульсов с длительностями, изменяемыми от 100 нс до 2 мкс. Особенностью эксперимента было использование интенсивного лазерного излучения с длиной волны 1367 нм на второй ступени возбуждения, обеспечивающего однофотонную частоту Раби до 2 ГГц для управления эффективными отстройками промежуточных уровней трехфотонного перехода за счет динамического эффекта Штарка. Зарегистрированы осцилляции Раби с частотой от 1 до 5 МГц в зависимости от интенсивности лазерных импульсов первой и второй ступеней возбуждения при времени когерентности 0.7−0.8 мкс. Обсуждаются пути увеличения времени когерентности и контраста трехфотонных осцилляций Раби для применений в квантовой информатике с ридберговскими атомами.

Об авторах

И. И Бетеров

Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук; Новосибирский государственный университет; Новосибирский государственный технический университет; Институт лазерной физики Сибирского отделения Российской академии наук

Email: beterov@isp.nsc.ru
Новосибирск, Россия; Новосибирск, Россия; Новосибирск, Россия; Новосибирск, Россия

Е. А Якшина

Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук; Новосибирский государственный университет; Институт лазерной физики Сибирского отделения Российской академии наук

Новосибирск, Россия; Новосибирск, Россия; Новосибирск, Россия

Г. Сулиман

Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук; Новосибирский государственный университет

Новосибирск, Россия; Новосибирск, Россия

П. И Бетлени

Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук; Новосибирский государственный университет

Новосибирск, Россия; Новосибирск, Россия

А. А Прилуцкая

Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук; Новосибирский государственный университет

Новосибирск, Россия; Новосибирск, Россия

Д. А Скворцова

Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук; Новосибирский государственный технический университет

Новосибирск, Россия; Новосибирск, Россия

Т. Р Загиров

Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук; Новосибирский государственный университет

Новосибирск, Россия; Новосибирск, Россия

Д. Б Третьяков

Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук; Новосибирский государственный университет

Новосибирск, Россия; Новосибирск, Россия

В. М Энтин

Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук

Новосибирск, Россия

Н. Н Безуглов

Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук; Санкт-Петербургский государственный университет

Новосибирск, Россия; Санкт-Петербург, Россия

И. И Рябцев

Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук; Новосибирский государственный университет

Email: ryabtsev@isp.nsc.ru
Новосибирск, Россия; Новосибирск, Россия

Список литературы

  1. S. J. Evered, D. Bluvstein, M. Kalinowski, et al., Nature 622, 268 (2023).
  2. H. J. Manetsch, G. Nomura, E. Bataille, K.˝. Leung, X. Lv, and M. Endres, arXiv: 2403.12021 (https://arxiv.org/abs/2403.12021).
  3. T. F. Gallagher, Rydberg Atoms, Cambridge University Press, Cambridge (1994).
  4. D. Jaksch, J. I. Cirac, P. Zoller, S. L. Rolston, R. Cote, M. D. Lukin, Phys. Rev. Lett. 85, 2208 (2000).
  5. M. Saffman, J. Phys. B 49, 202001 (2016).
  6. L. Henriet, L. Beguin, A. Signoles, T. Lahaye, A. Browaeys, G.-O. Reymond, and C. Jurczak, Quantum 4, 327 (2020).
  7. T. Cubel, B. K. Teo, V. S. Malinovsky, J. R. Guest, A. Reinhard, B. Knuffman, P. R. Berman, and G. Raithel, Phys. Rev. A 72, 023405 (2005).
  8. M. Reetz-Lamour, J. Deiglmayr, T. Amthor, and M. Weidemuller, New J. Phys. 10, 045026 (2008).
  9. T. M. Graham, Y. Song, J. Scott et al., Nature 604, 457 (2022).
  10. P. Thoumany, T. Hansch, G. Stania, L. Urbonas, and Th. Becker, Opt. Lett. 34, 1621 (2009).
  11. V. A. Sautenkov, S. A. Saakyan, A. A. Bobrov, E.V. ˙ Vilshanskaya, B. B. Zelener, and B. V. Zelener, ˙ J. Opt. Soc. Am. B 35, 1546 (2018).
  12. P. Cheinet, K.-L. Pham, P. Pillet, I. I. Beterov, I. N. Ashkarin, D. B. Tretyakov, E. A. Yakshina, V. M. Entin, and I. I. Ryabtsev, Quantum Electronics 50, 213 (2020)].
  13. I. N. Ashkarin, I. I. Beterov, E. A. Yakshina, D. B. Tretyakov, V. M. Entin, I. I. Ryabtsev, P. Cheinet, K.-L. Pham, S. Lepoutre, and P. Pillet, Phys. Rev. A 106, 032601 (2022).
  14. I. I. Ryabtsev, I. I. Beterov, D. B. Tretyakov, V. M. Entin, E. A. Yakshina, Phys. Rev. A 84, 053409 (2011).
  15. V. M. Entin, E. A. Yakshina, D. B. Tretyakov, I. I. Beterov, and I. I. Ryabtsev, JETP 116, 721 (2013)].
  16. E. A. Yakshina, D. B. Tretyakov, V. M. Entin, I. I. Beterov, and I. I. Ryabtsev, Quantum Electronics 48, 886 (2018)].
  17. E. A. Yakshina, D. B. Tretyakov, V. M. Entin, I. I. Beterov, I. I. Ryabtsev, JETP 130, 170 (2020)].
  18. D. B. Tretyakov, V. M. Entin, E. A. Yakshina, I. I. Beterov, and I. I. Ryabtsev, Quantum Electronics 52, 513 (2022)].
  19. I. I. Beterov, E. A. Yakshina, D. B. Tretyakov, N. V. Al’yanova, D. A. Skvortsova, G. Suliman, T. R. Zagirov, V. M. Entin, and I. I. Ryabtsev, JETP 137, 246 (2023)].
  20. G. S. Agarwal, Phys. Rev. Lett. 37, 1383 (1976).
  21. S. M. Bohaichuk, F. Ripka, V. Venu, F. Christaller, C. Liu, M. Schmidt, H. Kobler, and J. P. Shaffer, arXiv: 2304.07409 (https://arxiv.org/abs/2304.07409).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024