zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Sciences10.47612/0514-7506-2021-88-6-829-835zhps-929Research ArticleСтатьиПрименение атомной спектроскопии для измерения сильных неоднородных магнитных полейApplication of atomic spectroscopy to measuring strong inhomogeneous magnetic fieldsСаргсянА.SargsyanA.

Аштарак 0203

Ashtarak 0203

СаркисянА. С.SarkisyanA.

Аштарак 0203

Ashtarak 0203

ТоноянА.TonoyanA.

Аштарак 0203

Ashtarak 0203

СаркисянД.SarkisyanD.

Аштарак 0203

Ashtarak 0203

sarkdav@gmail.comИнститут физических исследований НАН АрменииInstitute for Physical Research of the National Academy of Sciences of Armenia202126112021886829835Copyright © Саргсян А., Саркисян А.С., Тоноян А., Саркисян Д., 20212021Саргсян А., Саркисян А.С., Тоноян А., Саркисян Д.Sargsyan A., Sarkisyan A., Tonoyan A., Sarkisyan D.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/929

С использованием спектра селективного отражения (CO) лазерного излучения от границы поверхности диэлектрического окна спектроскопической наноячейки с парами атомов рубидия измерена величина приложенного к наноячейке магнитного поля. Предлагается метод расчета магнитной индукции B в диапазоне 0.1—6.0 кГс на основе отношения частотных интервалов между атомными переходами, который существенно упрощает определение B, в частности, отсутствует необходимость наличия реперного спектра при B = 0. Для реализации процесса CO используется 300-нм столб паров атомов Rb, при этом формируются атомные переходы с суб-доплеровской спектральной шириной 80—90 МГц. Это приводит к частотному разделению переходов в спектре CO. Спектр CO может быть проанализирован с помощью специально созданной компьютерной программы, ускоряющей обработку данных. Малая толщина столба паров позволяет осуществить высокое пространственное разрешение, что важно в случае неоднородных магнитных полей. 

Using the spectrum of selective reflection (SR) of laser radiation from the boundary of the surface of the dielectric window of the spectroscopic nanocells – pairs of rubidium atoms, the value of the magnetic field applied to the nanocell is measured. A method is proposed for calculating the magnetic induction B in the range of 0.1–6.0 kG based on the ratio of the frequency intervals between atomic transitions, which greatly simplifies the determination of B, particularly, there is no need for a reference spectrum at B = 0. To implement the SR process a 300-nm column of vapors of Rb atoms is used, and atomic transitions with a subDoppler spectral width of 80–90 MHz are formed. This leads to frequency separation of transitions in SR spectrum that is important for the proposed method. SR spectrum can be analyzed using a specially designed computer program that accelerates the data processing. The small thickness of the vapor column allows high spatial resolution, which is important in the case of inhomogeneous magnetic fields. 

селективное отражениемагнитное полеатом рубидиянаноячейкаselective reflectionmagnetic fieldrubidium atomnanocellReferencesD. Budker, W. Gawlik, D. Kimball, S. R. Rochester, V. V. Yaschuk, A. Weis. Rev. Mod. Phys., 74, (2002) 1153—1201D. Budker, W. Gawlik, D. Kimball, S. R. Rochester, V. V. Yaschuk, A. Weis. Rev. Mod. Phys., 74, (2002) 1153—1201E. B. Alexandrov, M. P. Chaika, G. I. Khvostenko. Interference of Atomic States, Springer-Verlag, Berlin (1993)E. B. Alexandrov, M. P. Chaika, G. I. Khvostenko. Interference of Atomic States, Springer-Verlag, Berlin (1993)B. A. Olsen, B. Patton, Y. Y. Jau, W. Happer. Phys. Rev. A, 84 (2011) 063410B. A. Olsen, B. Patton, Y. Y. Jau, W. Happer. Phys. Rev. A, 84 (2011) 063410M. Zentile, J. Keaveney, L. Weller, D. J. Whiting, C. S. Adams, I. G. Hughes. Comput. Phys. Commun., 189 (2015) 162—174M. Zentile, J. Keaveney, L. Weller, D. J. Whiting, C. S. Adams, I. G. Hughes. Comput. Phys. Commun., 189 (2015) 162—174A. Sargsyan, G. Hakhumyan, C. Leroy, Y. Pashayan-Leroy, A. Papoyan, D. Sarkisyan. Opt. Lett., 37 (2012) 1379—1381A. Sargsyan, G. Hakhumyan, C. Leroy, Y. Pashayan-Leroy, A. Papoyan, D. Sarkisyan. Opt. Lett., 37 (2012) 1379—1381L. Weller, K. S. Kleinbach, M. A. Zentile, S. Knappe, I. G. Hughes, C. S. Adams. Opt. Lett., 37 (2012) 3405L. Weller, K. S. Kleinbach, M. A. Zentile, S. Knappe, I. G. Hughes, C. S. Adams. Opt. Lett., 37 (2012) 3405S. Scotto, D. Ciampini, C. Rizzo, E. Arimondo. Phys. Rev. A, 92 (2015) 063810S. Scotto, D. Ciampini, C. Rizzo, E. Arimondo. Phys. Rev. A, 92 (2015) 063810D. J. Whiting, Renju S. Mathew, J. Keaveney, C. S. Adams, I. G. Hughes. J. Modern Opt., 65 (2018) 713—722D. J. Whiting, Renju S. Mathew, J. Keaveney, C. S. Adams, I. G. Hughes. J. Modern Opt., 65 (2018) 713—722G. Hakhumyan, C. Leroy, Y. Pashayan-Leroy, D. Sarkisyan, M. Auzinsh. Opt. Commun., 284 (2011) 4007—4012G. Hakhumyan, C. Leroy, Y. Pashayan-Leroy, D. Sarkisyan, M. Auzinsh. Opt. Commun., 284 (2011) 4007—4012A. Sargsyan, A. Tonoyan, R. Mirzoyan, D. Sarkisyan, A. Wojciechowski, W. Gawlik. Opt. Lett., 39 (2014) 2270A. Sargsyan, A. Tonoyan, R. Mirzoyan, D. Sarkisyan, A. Wojciechowski, W. Gawlik. Opt. Lett., 39 (2014) 2270A. Sargsyan, E. Klinger, A. Amiryan, A. Tonoyan, D. Sarkisyan. Phys. Lett. A, 390 (2021) 127114A. Sargsyan, E. Klinger, A. Amiryan, A. Tonoyan, D. Sarkisyan. Phys. Lett. A, 390 (2021) 127114R. Momier, A. Aleksanyan, E. Gazazyan, A. Papoyan, C. Leroy. J. Quant. Spectr. Radiat. Transf., 257 (2020) 107371R. Momier, A. Aleksanyan, E. Gazazyan, A. Papoyan, C. Leroy. J. Quant. Spectr. Radiat. Transf., 257 (2020) 107371P. Tremblay, A. Michaud, M. Levesque, S. Thériault, M.Breton, J. Beaubien, N. Cyr. Phys. Rev. A, 42 (1990) 2766—2773P. Tremblay, A. Michaud, M. Levesque, S. Thériault, M.Breton, J. Beaubien, N. Cyr. Phys. Rev. A, 42 (1990) 2766—2773M. Auzinsh, D. Budker, S. M. Rochester. Optically Polarized Atoms: Understanding Light-Atom Interactions, Oxford University Press, ISBN 978-0-19-956512-2 (2010)M. Auzinsh, D. Budker, S. M. Rochester. Optically Polarized Atoms: Understanding Light-Atom Interactions, Oxford University Press, ISBN 978-0-19-956512-2 (2010)A. Sargsyan, E. Klinger, G. Hakhumyan, A. Tonoyan, A. Papoyan, C. Leroy, D. Sarkisyan. J. Opt. Soc. Am. B, 34 (2017) 776—784A. Sargsyan, E. Klinger, G. Hakhumyan, A. Tonoyan, A. Papoyan, C. Leroy, D. Sarkisyan. J. Opt. Soc. Am. B, 34 (2017) 776—784А. Саргсян, А. Тоноян, Г. Ахумян, Д. Саркисян. Письма в ЖЭТФ, 106 (2017) 669—674А. Саргсян, А. Тоноян, Г. Ахумян, Д. Саркисян. Письма в ЖЭТФ, 106 (2017) 669—674A. Tonoyan, A. Sargsyan, E. Klinger, G. Hakhumyan, C. Leroy, M. Auzinsh, A. Papoyan, D. Sarkisyan. EuroPhys. Lett., 121 (2018) 53001A. Tonoyan, A. Sargsyan, E. Klinger, G. Hakhumyan, C. Leroy, M. Auzinsh, A. Papoyan, D. Sarkisyan. EuroPhys. Lett., 121 (2018) 53001G. Nienhuis, F. Schuller, M. Ducloy. Phys. Rev. A, 38 (1998) 5197—5205G. Nienhuis, F. Schuller, M. Ducloy. Phys. Rev. A, 38 (1998) 5197—5205A. Weis, V. A.Sautenkov, T. W. Hansch. Phys. Rev. A, 45 (1992) 7991—7996A. Weis, V. A.Sautenkov, T. W. Hansch. Phys. Rev. A, 45 (1992) 7991—7996А. Саргсян, Э. Клингер, Е. Пашаян-Леруа, К. Леруа, А. Папоян, Д. Саркисян. Письма в ЖЭТФ, 104, № 4 (2016) 222—228А. Саргсян, Э. Клингер, Е. Пашаян-Леруа, К. Леруа, А. Папоян, Д. Саркисян. Письма в ЖЭТФ, 104, № 4 (2016) 222—228A. Sargsyan, A. Papoyan, I. G. Hughes, C. S. Adams, D. Sarkisyan. Opt. Lett., 42, N 8 (2017) 1476—1479A. Sargsyan, A. Papoyan, I. G. Hughes, C. S. Adams, D. Sarkisyan. Opt. Lett., 42, N 8 (2017) 1476—1479V. V. Vassiliev, S. A. Zibrov, V. L. Velichansky. Rev. Sci. Instrum., 77 (2006) 013102V. V. Vassiliev, S. A. Zibrov, V. L. Velichansky. Rev. Sci. Instrum., 77 (2006) 013102E. Klinger, H. Azizbekyn, A. Sargsyan, C. Leroy, D. Sarkisyan, A. Papoyan. Appl. Opt., 59, N 8 (2020) 2231—2237E. Klinger, H. Azizbekyn, A. Sargsyan, C. Leroy, D. Sarkisyan, A. Papoyan. Appl. Opt., 59, N 8 (2020) 2231—2237A. Krasteva, P. Gosh, S. Gateva, S. Tsvetkov, D. Sarkisyan, A. Sargsyan, T. Vartanyan, S. Cartaleva. Phys. Scripta, 95 (2020) 015404A. Krasteva, P. Gosh, S. Gateva, S. Tsvetkov, D. Sarkisyan, A. Sargsyan, T. Vartanyan, S. Cartaleva. Phys. Scripta, 95 (2020) 015404R. Momier, A. Papoyan, C. Leroy. J. Quant. Spectr. Radiat. Transf., 272 (2021) 107780R. Momier, A. Papoyan, C. Leroy. J. Quant. Spectr. Radiat. Transf., 272 (2021) 107780

The authors declare that there are no conflicts of interest present.