온난 한 원자 증기의 그라데이션 에코 양자 메모리

이 절차의 전반적인 목표는 자기장 구배를 사용하여 따뜻한 루비듐 증기에서 빛의 펄스를 저장하고 불러오는 것입니다. 이것은 먼저 전기 광학 변조기와 광학 캐비티를 사용하여 루비듐 증기에서 라면을 흡수하는 데 필요한 주파수로 광선을 생성함으로써 수행됩니다. 두 번째 단계는 알 옵틱 변조기를 사용하여 메모리에 저장될 펄스를 형성하고 라멘 흡수를 가능하게 하는 제어 빔의 주파수를 미세 조정하는 것입니다.

다음으로, 빛의 펄스는 루비듐 셀에 저장되며, 이 셀의 흡수는 종방향 자기장 구배에 의해 공간적으로 확장됩니다. 마지막 단계는 자기 구배를 역전시켜 원자 일관성의 진화를 역전시켜 광자 에코 과정을 통해 저장된 광 펄스를 불러오는 것입니다. 궁극적으로 호 모드 감지는 리콜된 광자 에코의 특성을 측정하는 데 사용됩니다.

기존 방법의 이 기술의 주요 장점은 입증된 효율성이 가장 높다는 것입니다. 기억의 도메인 성격을 위해 유일한것은 가벼운 pulses의 빈도 분대가 가스 전지의 길이에 따라서 저장될 수 있다는 것을 의미한다. 그런 다음 메모리는 상점 조명의 스펙트럼 조작에 사용할 수 있습니다.

두 개의 링 공진기를 맞춤 제작하여 실험을 준비하십시오. 캐비티 스페이서에 대해 벌크 알루미늄의 중공 실린더를 선택합니다. 이 실린더의 길이는 약 25cm입니다.

엔드 캡에 동일한 반사율을 가진 두 개의 플랫 미러를 준비합니다.조심스럽게 가공하여 캐비티 스페이서의 한쪽 끝에 장착합니다. 거울은 접착할 필요가 없습니다.

그런 다음 캐비티 스페이서의 반대쪽 끝에 대한 엔드 캡에 O 링을 놓습니다. O 링에 최대 반사율 곡선 거울을 놓습니다. 미러에 피소 전동 액추에이터를 놓고 캐비티 스페이서에 엔드 캡을 장착하고 엔드 캡의 요소를 캐비티 스페이서에 압축하여 엔드 미러를 빠르게 작동할 수 있도록 합니다.

이제 메모리 장치에 대한 작업을 시작하십시오. 여기에 동위원소가 강화된 루비듐 87을 함유한 반사 방지 코팅 창이 있는 20cm의 긴 셀을 사용하고, 0.5tor의 크립톤 버퍼 가스와 함께 실험을 위해 비자성 열선을 감싼 셀을 사용합니다. 이 회로도에서 녹색으로 표시된 메모리 셀은 세 개의 동심원 솔레노이드로 둘러싸여 있습니다.

선형으로 변하는 자기장을 생성하도록 설계된 가변 피치를 가진 두 개의 동일한 내부 솔레노이드가 있습니다. 그들은 각 필드의 기울기가 서로 반대 방향으로 장착됩니다. 솔레노이드 사이를 전환하면 원자 앙상블의 기울기가 역전되고 광학 펄스가 강제로 재생되고 메모리에서 빛이 회수됩니다.

세 번째 외부 솔레노이드는 DC 자기장을 생성하여 XEOMIN 수준의 축퇴를 들어 올립니다. 내부 솔레노이드를 만들려면 시뮬레이션을 사용하여 필요한 가변 피치 나선을 결정하고 플롯을 인쇄합니다. 와이어를 감기기 위한 가이드를 제공하기 위해 A PVC 파이프를 플롯으로 감쌉니다.

코일은 가장자리 효과를 피하고 대부분 세로 자기장을 갖도록 설계되어야 합니다. 3 개의 솔레노이드를 감싸고 조립 한 후 두 층의 뮤 메탈로 자기적으로 보호합니다. 이 실험은 795나노미터의 루비듐 D 한 라인 근처에서 튜닝된 단일 모드 레이저를 사용합니다.

빔 스플리터를 사용하여 주파수를 모니터링하고 루비듐의 자연 동위원소 비율을 포함하는 가열된 셀을 통해 빔을 비춥니다. 카메라 듄을 사용하여 산란 근거리 공명을 관찰하고, 주파수가 F보다 약 1.5기가헤르츠 높고, F가 2와 같고, F가 2와 같으며, 전이가 2인 경우 제어 빔의 대략적인 주파수를 구합니다. 다음으로 광학 경로를 따라 빔 스플리터를 사용하여 제어 및 프로브 빔을 형성합니다.

프로브 빔은 광섬유 결합 전기 광학 변조기와 링 캐비티 중 하나를 통해 계속됩니다. 6.8기가헤르츠 마이크로파 소스로 구동되는 광섬유 결합 전기 광학 변조기를 사용하여 제어 장치에서 프로브 빔을 디튜닝합니다. 포지티브 6.8 gigahertz 측파대로 공진의 링 캐비티를 고정하여 사이드 밴드를 제거합니다.

다음 beam splitter는 prob beam을 kuo optic modulator로 보내 주파수와 intensity를 미세하게 제어할 수 있도록 합니다. 변조기는 변조된 가우시안으로 구동되어 세포에 저장하기 위한 미세한 광 펄스를 생성합니다. 프로브 빔이 두 번째 링 캐비티를 통해 전송되도록 지시합니다.

캐비티의 역모드로 주입된 보조 잠금 빔을 사용하여 캐비티를 프로브 빔 주파수로 잠급니다. 제어 빔이 반사되는 캐비티의 출력 미러에서 프로브 빔과 제어 빔을 재결합하십시오.메모리 셀에 들어가기 전에 재결합된 프로브와 제어 빔을 조정하여 1/4 파장판과 거의 동일한 원형 편광을 갖도록 합니다. 메모리 셀 뒤에, 섭씨 140도에서 루비듐의 자연 혼합물로 채워진 필터 셀로 제어 빔을 전파하는 빛으로부터 제거합니다.

그런 다음 2/4 파장판을 사용하여 pro pulses를 거의 선형 편광으로 변환합니다. 프로브 빔에 대한 모드 감지 설정을 준비합니다. 메모리 셀 후에 빔을 세 번째 Oko 광학 변조기로 보내 주파수를 이동하고 감지기에 국부 발진기를 제공합니다.

제어 프로그램에 의해 트리거된 고속 오실로스코프를 사용하여 실험을 위한 신호를 캡처하고 저장합니다. 메모리 셀이 섭씨 80도에 있는지 확인하고 프로브 빔 출력을 조정합니다. 실험에 대한 컴퓨터 제어 스크립트를 시작합니다.

일반적인 듀티 사이클은 약 120마이크로초가 주기 초기에 오실로스코프를 트리거하는 것입니다. 처음에는 메모리 셀을 둘러싼 내부 코일 중 하나가 켜져 있고 다른 하나는 꺼져 있어 한 방향으로 자기 구배가 발생합니다. prob 빔의 펄스가 저장된 후 기울기를 역으로 하여 메모리에서 빛을 불러옵니다.

메모리 작동에 방해가 되지 않도록 메모리 저장 시간 동안 가스 셀 히터를 끄십시오. 가능하면 빛이 메모리에 저장되어 있는 동안 제어 빔을 끄십시오. 이 그림은 구배 자기 코일 중 하나가 켜졌을 때 일반적인 헤테로다인 확장 라면 라인을 보여줍니다.

가는 실선은 헤테로다인 측정의 데이터를 보여줍니다. 진동은 프로브 라이트와 국부 발진기 라이트 사이의 비트 때문입니다. 점선 곡선은 이 데이터의 외피, 넓어진 라면 선의 모양을 보여줍니다.

여기서, 짧은 저장 시간에 대한 일반적인 평균 효율 구배 에코 메모리 신호가 이 플롯에 표시되어 있습니다. 빨간색 곡선은 입력 펄스 강도 프로파일을 나타내고 파란색 곡선은 메모리의 출력을 나타냅니다. 자기 구배 코일은 10마이크로초로 전환되었습니다.

회수된 에코는 파선의 오른쪽에 나타납니다. 스위치 전 출력의 0이 아닌 강도는 광 누출의 증거입니다. 이 고효율 등급 에코 메모리는 시간, 주파수 공간에서 펄스 형성 및 잠재적으로 양자 중계기 구축과 같은 다양한 실험에 사용할 수 있습니다.

고출력 레이저로 작업하는 것은 매우 위험할 수 있다는 것을 잊지 마십시오. 이 절차를 수행하는 동안 항상 레이저 보안경을 착용하십시오.