냉각된 87Rb 원자에서의 동위 원소 전이선을 이용한 Raman 전이 = Determination of the Raman Transition in Cold 87Rb Atoms by Using an Isotope Transition Line

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this research, we developed a Raman laser for the coherent population transition 5S1/2 (F=1) → 5S1/2 (F=2) in cold 87Rb atoms, in which transition line of the isotope, 85Rb was used as reference for single-photon detuning. The master laser is frequency stabilized on the 85Rb atom's saturated absorption spectroscopy (SAS) signal while the slave laser is injection-locked on the ±6.8-GHz sideband of the master laser through an electro-optical modulator (EOM). With this method, we can easily obtain Raman lasers with single-photon detunings of 4.2, 1.2, -5.6 or -2.6 GHz from 87Rb 5P3/2 state by using the locking signal to change the ^{85}Rb transition line. By implementing the Raman laser with a -2.6 GHz one-photon detuning, we observe coherent population transfer as a function of the laser intensity in cold ^{87}Rb atoms (~36 ± 1 μK). In addition, we can confirm that the Raman laser satisfies the selection rules for the two-photon transition by scanning the two-photon detuning.

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 냉각된 87Rb원자를 5S1/2(F=1) 상태에서5S1/2(F=2) 상태로 이광자 과정에 의한 결맞음 밀도 전이시키기위한 Raman 레이저를 제작하고자 87Rb 원자의 동위 원소인85Rb원자의 전이선을 이용하였다. 주 레이저는 85Rb의포화흡수분광신호를 통해 주파수 안정화되며, 전기광 변조기(EOM)에 의해 ±6.8 GHz 변조된 주 레이저의 주입-잠금을 통해 종 레이저를제작하였다. 이러한 방식을 통해 87Rb 원자의 5P3/2 준위에대해 +4.2 GHz, +1.2 GHz, -5.6 GHz, -2.6 GHz 의 단일 광자 편이값을갖는 Raman 레이저의 제작이 가능하였다. 본 연구에서는 -2.6 GHz의편이값을 선택하여 약 36(±1) μK 으로 냉각된 87Rb 원자매질에서 Raman 레이저의 세기에 따른 결맞음 밀도 전이를 관측하였다.
또한 Raman 레이저의 이광자 전이 주파수를 주사하여 전이 확률을 측정한결과, 이광자 전이 선택 규칙을 만족함을 확인하였다.

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