Реферат: Переходы между магнитными подуровнями сверхтонкой структуры основного состояния атомов щелочных металлов активно используются в метрологии

В.В. ВАСИЛЬЕВ1, Я.О. ДУДИН1, С.А. ЗИБРОВ1,

О.Н. КОЗЛОВА2, Г.В. РОМАНОВ А.В. ТАЙЧЕНАЧЕВ3,4,

В.И. ЮДИН3,4, В.Л. ВЕЛИЧАНСКИЙ1,2

1Физический институт имени П.Н. Лебедева РАН, Москва

2Московский инженерно-физический институт (государственный университет)

3Институт лазерной физики СО РАН, Новосибирск

4Новосибирский государственный университет


ЭФФЕКТ КОГЕРЕНТНОГО ПЛЕНЕНИЯ

НАСЕЛЕННОСТЕЙ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ
В МЕТРОЛОГИИ


Переходы между магнитными подуровнями сверхтонкой структуры основного состояния атомов щелочных металлов активно используются в метрологии. Те из них, частота которых в линейном приближении не за­висит от магнитного поля, применяются в измерениях частоты и времени, а магнитозависящие переходы – в квантовой магнитометрии. В первые десятилетия неравновесное распределение атомов по подуровням основ­ного состояния создавалось двумя способами: селекцией атомов в опреде­ленном состоянии неоднородным магнитным полем в пучке и оптической накачкой излучением резонансных ламп. Оптический метод стал основ­ным с появлением лазеров, которые к тому же позволили прецизионно управлять движением атомов. Еще одна, уникальная возможность исполь­зования лазеров продемонстрирована в работaх [1,2], в которых СВЧ пе­реход в ансамбле атомов зондировался бихроматическим полем. При из­менении разности частот его компонент в окрестности частоты СТ расще­пления наблюдается резонансный отклик, обусловленный эффектом коге­рентного пленения населенностей (КПН). Работы [3,4] продемонстриро­вали эффективность использования диодных лазеров для исследования КПН эффекта и применения его в метрологии. Именно этому «горячему» направлению [5] посвящен доклад. В докладе будет дан обзор физических характеристик основных систем, действие которых основано на использо­вании эффекта КПН: квантовых дискриминаторов с объемом менее 0,1 см3 для малогабаритных атомных часов, первых наиболее интересных схем такого рода часов; лабораторных пассивных стандартов частоты; КПН мазера на атомах Rb для спутников системы «Галилео»; квантовых магнитометров.

Основное внимание будет уделено физическим эффектам, опреде­ляющим характеристики КПН часов. В частности будут: 1) рассмот­рены требования к бихроматическому полю и способы его формирова­ния;2) дана классификация методов зондирования  резонанса; 3) опи­саны основные источники шума и их влияние на стабильность; 4) проана­лизировано влияние световых сдвигов; 5) приведены факторы, опреде­ляющие ширину, амплитуду и контраст метрологических резонансов.


Список литературы


1. Thomas L.E., Hemmer P.R., Ezekiel S. et al.// Phys. Rev. Lett. 48 (1982).

2. Cyr N. et al.// IEEE Transaction of Instr. and Measurment, 42 (1993) 640.

3. Akulshin A.M. и др.//Opt. Commun. 84 (1991) 139.

4. Affolderbach C., Nagel A., Knappe S. et al.// Appl. Phys. B 70 (2000) 407.

5. См., например, обзоры J.Vanier// Appl. Phys. B 81 (2005) 421; S. Knappe, P.Schwindt, V. Gerginov, et al, Proc. of SPIE, 6604 (2007) 66040