Sıcak Atom Vapor Gradient Echo Kuantum Hafıza

Bu prosedürün genel amacı, manyetik alan gradyanları kullanılarak ılık bir rubidyum buharında bir ışık darbesinin depolanması ve geri çağrılmasıdır. Bu, ilk olarak rubidyum buharında ramen emilimi için gereken frekanslarda ışık huzmeleri üretmek için elektro optik modülatörler ve optik boşluklar kullanılarak gerçekleştirilir. İkinci adım, hafızada saklanacak darbeleri şekillendirmek için al optik modülatörlerin kullanılması ve ramen emilimini sağlayan kontrol ışınının frekansının ince ayarının

Daha sonra, ışık darbeleri, emilimi uzunlamasına bir manyetik alan gradyanı ile uzamsal olarak genişletilen bir rubidyum hücresinde depolanır. Son adım, atomik tutarlılığın evrimini tersine çevirmek için manyetik gradyanı tersine çevirmek, böylece depolanan ışık darbelerini bir foton yankı süreci yoluyla geri çağırmaktır. Sonuç olarak, geri çağrılan foton yankısının özelliklerini ölçmek için ho moddy algılama kullanılır.

Bu tekniğin mevcut yöntemlerimizden en büyük avantajı, kanıtlanmış en yüksek verime sahip olmasıdır. Belleğin bir alan doğası için benzersiz olması, ışık darbelerinin frekans bileşeninin bir gaz hücresinin uzunluğu boyunca saklanabileceği anlamına gelir. Bellek daha sonra bir mağaza ışığının spektral manipülasyonu için kullanılabilir.

Özel iki halka rezonatör yaparak deneye hazırlanın. Boşluk ayırıcı için içi boş bir dökme alüminyum silindir seçin. Bu silindir yaklaşık 25 santimetre uzunluğundadır.

Uç kapaklarda aynı yansıtıcılığa sahip iki düz ayna hazırlayın. Bunları, dikkatli bir işleme ile boşluk ara parçasının bir ucuna monte edin. Aynaların yapıştırılmasına gerek yoktur.

Ardından, boşluk ara parçasının karşı ucu için bir uç kapağa bir O halkası yerleştirin. O halkasına maksimum yansıtıcılığa sahip kavisli bir ayna yerleştirin. Aynanın üzerine bir piso elektrikli aktüatör yerleştirin ve uç kapağı boşluk ara parçasına monte edin, uç aynanın hızlı bir şekilde çalıştırılmasını sağlamak için uç kapağın elemanlarını boşluk ara parçasına sıkıştırın.

Şimdi hafıza aparatı üzerinde çalışmaya başlayın. Burada uzun bir hücre kullanın, izotopik olarak geliştirilmiş rubidyum 87 içeren yansıma önleyici kaplamalı pencerelere sahip 20 santimetre ve 0,5 tor Kripton tampon gazı ile deneyler için manyetik olmayan ısıtma teline sarılmış bir hücre kullanın. Bu şemada yeşil renkle gösterilen bellek hücresi, üç eşmerkezli solenoid ile kaplanacaktır.

Doğrusal olarak değişen bir manyetik alan oluşturmak için tasarlanmış değişken bir adıma sahip iki özdeş iç solenoid vardır. İlgili alanların gradyanları birbirine zıt olacak şekilde monte edilirler. Solenoidler arasında geçiş yapmak, atomik topluluktaki gradyanları tersine çevirir ve optik darbenin tekrarlanmasını ve ışığın bellekten geri çağrılmasını zorlar.

Üçüncü dış solenoid, XEOMIN seviyelerinin dejenerasyonunu kaldırmak için bir DC manyetik alan üretecektir. İç solenoidleri yapmak için, gerekli değişken adım spiralini belirlemek ve grafiğini yazdırmak için simülasyonları kullanın. Telin sarılması için bir kılavuz sağlamak için arsayı bir PVC borunun etrafına sarın.

Bobinler, kenar etkilerinden kaçınacak ve çoğunlukla uzunlamasına alanlara sahip olacak şekilde tasarlanmalıdır. Sardıktan ve monte ettikten sonra, üç solenoid, onları iki kat mu metali ile manyetik olarak koruyun. Deney, 795 nanometrede bir çizgi olan Rubidium D'nin yakınında ayarlanmış tek modlu bir lazer kullanıyor.

Bir ışın ayırıcı kullanarak ve doğal bir izotopik rubidyum oranı içeren ısıtılmış bir hücreden bir ışın parlatarak frekansı izleyin. Bir kamera kumulu kullanarak rezonansa yakın saçılmayı gözlemleyin, frekans F'nin yaklaşık 1,5 gigahertz üzerinde, F'ye eşittir, asal eşittir, iki geçişe eşittir, kontrol ışınının yaklaşık frekansını elde etmek için. Optik yol boyunca daha sonra, bir kontrol ve bir prob ışını oluşturmak için bir ışın ayırıcı kullanın.

Prob ışını, fiber bağlantılı bir elektro optik modülatör ve halka boşluklarından biri boyunca devam eder. Prob ışınını kontrolden ayırmak için 6.8 gigahertz mikrodalga kaynağı tarafından çalıştırılan fiber bağlantılı elektro optik modülatörü kullanın. Rezonans üzerindeki halka boşluğunu pozitif 6,8 gigahertz yan bantla kilitleyerek yan bantları ortadan kaldırın.

Bir sonraki ışın ayırıcı, frekansının ve yoğunluğunun hassas bir şekilde kontrol edilmesini sağlamak için prob ışınını bir kuo optik modülatöre yönlendirir. Modülatör, hücrede depolanmak üzere ince bir ışık darbesi üretmek için modüle edilmiş bir Gauss ile tahrik edilir. İletilecek prob ışınını ikinci bir halka boşluğundan yönlendirin.

Boşluğun ters moduna enjekte edilen yardımcı bir kilitleme ışını kullanarak boşluğu prob ışını frekansına kilitleyin. Prob ışınını ve kontrol ışınını, kontrol ışınının yansıtıldığı boşluğun çıkış aynasında yeniden birleştirin Bellek hücresine girmeden önce, yeniden birleştirilen probu ve kontrol ışınlarını, çeyrek dalga plakası ile aynı yaklaşık dairesel polarizasyona sahip olacak şekilde ayarlayın. Bellek hücresinden sonra, 140 santigrat derecede doğal bir rubidyum karışımı ile doldurulmuş bir filtre hücresi ile kontrol ışınının yayılan ışığından sıyrılın.

Ardından, profesyonel darbeleri neredeyse doğrusal polarizasyona dönüştürmek için ikinci bir çeyrek dalga plakası kullanın. Prob ışını için ho moddy algılama kurulumunu hazırlayın. Bellek hücresinden sonra, frekansını kaydırmak ve dedektör için yerel bir osilatör sağlamak için bir ışını üçüncü bir Oko optik modülatöre yönlendirin.

Bir deney için sinyali yakalamak ve saklamak için kontrol programı tarafından tetiklenen hızlı bir osiloskop kullanın. Bellek hücresinin 80 santigrat derecede olduğundan emin olun ve prob ışını gücünü ayarlayın. Deney için bilgisayar denetimli komut dosyasını başlatın.

Tipik bir görev döngüsü yaklaşık 120 mikrosaniyedir, döngünün başlarında osiloskopu tetikler. Başlangıçta, bellek hücresinin etrafındaki iç bobinlerden biri açık, diğeri kapalıdır ve bu da bir yönde manyetik bir gradyana yol açar. Prob ışınının bir darbesi kaydedildikten sonra, ışığı bellekten geri çağırmak için gradyanı tersine çevirin.

Bellek işlemine müdahale etmeyi önlemek için bellek saklama süresi boyunca gaz hücresi ısıtıcısını kapatın. Mümkünse ışık hafızada saklanırken kontrol ışınını kapatın. Bu şekil, gradyan manyetik bobinlerden biri açıldığında tipik bir heterodin genişletilmiş ramen hattını göstermektedir.

İnce düz çizgi, heterodin ölçümlerinden elde edilen verileri gösterir. Salınım, prob ışığı ile yerel osilatör ışığı arasındaki vuruştan kaynaklanır. Kesikli eğri, bu verilerin zarfını, genişleyen ramen çizgisinin şeklini gösterir.

Burada, kısa depolama süresi için tipik bir ortalama verimlilik gradyanı yankı bellek sinyali bu grafikte gösterilmiştir. Kırmızı eğri giriş darbe yoğunluğu profilini ve mavi eğri belleğin çıkışını gösterir. Manyetik gradyan bobinleri 10 mikrosaniyede değiştirildi.

Geri çağrılan yankı, kesikli çizginin sağında görünür. Anahtardan önceki çıkışın sıfır olmayan yoğunluğu, ışık sızıntısının kanıtıdır. Bu yüksek verimli derecelendirme yankı belleği, zaman, frekans uzayında darbeleri şekillendirme ve potansiyel olarak bir kuantum tekrarlayıcı oluşturma gibi çeşitli deneyler için kullanılabilir.

Unutmayın, yüksek güçlü lazerlerle çalışmak son derece tehlikeli olabilir. Bu prosedürü gerçekleştirirken daima lazer koruyucu gözlük takın.