Градиент Эхо Квантовая память в теплый атомный пар

Общей целью этой процедуры является сохранение и вызов импульса света в теплом паре рубидия с использованием градиентов магнитного поля. Это достигается за счет использования электрооптических модуляторов и оптических резонаторов для генерации лучей света на частотах, необходимых для поглощения рамена парами рубидия. Второй шаг заключается в использовании аль-оптических модуляторов для формирования импульсов, которые будут храниться в памяти, а также для точной настройки частоты управляющего луча, который обеспечивает поглощение рамэна.

Затем импульсы света хранятся в рубидиевой ячейке, поглощение которой пространственно расширяется за счет продольного градиента магнитного поля. Последний шаг состоит в том, чтобы обратить вспять магнитный градиент, чтобы обратить вспять эволюцию атомной когерентности, тем самым вызывая накопленные световые импульсы через процесс фотонного эха. В конечном счете, обнаружение модди используется для измерения характеристик отозванного фотонного эха.

Основным преимуществом данной методики из существующих нами методик является то, что она имеет наивысшую продемонстрированную эффективность. Уникальная для доменной области природа памяти означает, что частотная составляющая световых импульсов может храниться по всей длине газовой ячейки. Затем память может быть использована для спектральных манипуляций с магазинным светом.

Подготовьтесь к эксперименту, изготовив на заказ два кольцевых резонатора. Выберите полый цилиндр из объемного алюминия для прокладки полости. Этот цилиндр имеет длину около 25 сантиметров.

Подготовьте два плоских зеркала с одинаковой отражательной способностью в торцевых крышках. Установите их на одном конце прокладки полости с помощью тщательной обработки. Зеркала не нужно клеить.

Затем поместите уплотнительное кольцо в торцевую крышку для противоположного конца прокладки полости. Поместите изогнутое зеркало с максимальной отражательной способностью на уплотнительное кольцо. Установите пизоэлектрический привод на зеркало и установите торцевую крышку на проставку полости, сожмите элементы торцевой крышки на прокладке полости, чтобы обеспечить быстрое срабатывание торцевого зеркала.

Теперь начинайте работу над аппаратом памяти. Используйте здесь длинную ячейку, 20 сантиметров с окнами с антибликовым покрытием, содержащим изотопно усиленный рубидий 87, вместе с 0,5 тор буферного газа криптона, используйте ячейку, обернутую немагнитным нагревательным проводом для экспериментов. Ячейка памяти, изображенная зеленым цветом на этой схеме, будет заключена в три концентрических соленоида.

Есть два одинаковых внутренних соленоида с переменным шагом, предназначенных для создания линейно изменяющегося магнитного поля. Они монтируются таким образом, чтобы градиенты соответствующих полей противостояли друг другу. Переключение между соленоидами обращает градиенты в атомном ансамбле и усиливает референс оптического импульса и отзыв света из памяти.

Третий внешний соленоид будет создавать магнитное поле постоянного тока, чтобы компенсировать вырождение уровней КСЕОМИНА. Для создания внутренних соленоидов с помощью моделирования можно определить требуемую спираль с переменным шагом и распечатать ее график. Оберните участок вокруг трубы из ПВХ, чтобы обеспечить направляющую для намотки провода.

Катушки должны быть спроектированы таким образом, чтобы избежать краевых эффектов и иметь преимущественно продольные поля. После упаковки и сборки трех соленоидов магнитно экранируйте их двумя слоями металлического металла. В эксперименте используется одномодовый лазер, настроенный вблизи рубидия D на одну линию на 795 нанометров.

Контролируйте частоту с помощью светоделителя и пропускайте луч через нагретую ячейку, содержащую естественное изотопное соотношение рубидия. Наблюдайте рассеяние вблизи резонанса с помощью камеры дюны: частота примерно на 1,5 гигагерца выше F равна двум, а простое число F равно двум переходам, чтобы получить примерную частоту управляющего луча. Далее по оптическому пути используйте светоделитель для формирования контрольного и зондирующего пучка.

Луч зонда продолжается через электрооптический модулятор с оптоволоконной связью и одну из кольцевых полостей. Используйте электрооптический модулятор с оптоволоконной связью, приводимый в действие микроволновым источником с частотой 6,8 ГГц, для отстройки луча зонда от управления. Устранение боковых полос путем блокировки кольцевой полости на резонансе с положительной боковой полосой 6,8 ГГц.

Следующий светоделитель направляет пробный луч на оптический модулятор куо, что позволяет точно контролировать его частоту и интенсивность. Модулятор приводится в действие модулированным гауссовым импульсом для создания тонкого импульса света для хранения в ячейке. Направьте пробниковый луч на прохождение через вторую кольцевую полость.

Блокировка резонатора на частоте пробникового луча осуществляется с помощью вспомогательного блокирующего луча, инжектируемого в обратный режим работы резонатора. Рекомбинируйте луч пробника и управляющий луч на выходном зеркале резонатора, в котором отражается управляющий луч Прежде чем они войдут в ячейку памяти, отрегулируйте рекомбинированный пробник и управляющий лучи так, чтобы они имели идентичную примерно круговую поляризацию с четвертьволновой пластиной. После ячейки памяти снимите управляющий луч с распространяющегося света с помощью фильтрующей ячейки, заполненной натуральной смесью рубидия при температуре 140 градусов Цельсия.

Затем используйте пластину второго четвертьволнового диапазона для преобразования импульсов в поляризацию, близкую к линейной. Подготовьте модную настройку обнаружения для пробного луча. После ячейки памяти направьте луч на третий оптический модулятор Oko, чтобы изменить его частоту и предоставить гетеродин для детектора.

Используйте быстрый осциллограф, запускаемый управляющей программой, для захвата и сохранения сигнала для эксперимента. Убедитесь, что ячейка памяти находится под углом 80 градусов Цельсия, и отрегулируйте мощность пучка пробника. Запустите управляемый компьютером сценарий для эксперимента.

Типичный рабочий цикл составляет около 120 микросекунд для запуска осциллографа в начале цикла. Первоначально одна из внутренних катушек вокруг ячейки памяти включена, а другая выключена, что приводит к магнитному градиенту в одном направлении. После того, как импульс пробного луча будет сохранен, измените градиент на противоположный, чтобы вызвать свет из памяти.

Выключайте нагреватель газовых элементов во время хранения памяти, чтобы избежать помех для работы памяти. По возможности выключите управляющий луч, пока свет сохраняется в памяти. На этом рисунке показана типичная гетеродинная линия расширенного рамена при включении одной из градиентных магнитных катушек.

Тонкая сплошная линия показывает данные измерений гетеродина. Колебания возникают из-за биения между светом зонда и светом гетеродина. Пунктирная кривая показывает огибающую этих данных, форму расширенной линии рамэна.

На этом графике показан типичный сигнал памяти с градиентом эхо-сигнала со средним КПД при коротком времени хранения. Красная кривая показывает профиль интенсивности входного импульса, а синяя кривая показывает выходной сигнал памяти. Катушки магнитного градиента переключались через 10 микросекунд.

Отозванное эхо появляется справа от пунктирной линии. Ненулевая интенсивность выходного напряжения перед переключением является свидетельством утечки света. Эта высокоэффективная градуировочная эхо-память может быть использована для различных экспериментов, таких как формирование импульсов во времени, частотном пространстве и, возможно, создание квантового репитера.

Не забывайте, что работа с мощными лазерами может быть чрезвычайно опасной. Во время выполнения этой процедуры всегда надевайте лазерные защитные очки.