Исследование взаимодействия атомов рубидия с поверхностью сапфира с использованием спектроскопической наноячейки

Экспериментально исследовано влияние диэлектрической поверхности на атомы Rb (D₂-линии) при нанометровых расстояниях. Использование наноячейки, заполненной атомарным рубидием с клиновидным зазором, позволило исследовать влияние расстояния атомов в интервале 45—150 нм от поверхности окна, изготовленного из технического сапфира. При расстояниях от сапфировой поверхности <130 нм вследствие ван-дер-ваальсова взаимодействия происходит сильное уширение атомных переходов ⁸⁵Rb и ⁸⁷Rb, а их частотные сдвиги осуществляются в низкочастотную область спектра. Применение метода второй производной спектров поглощения наноячейки позволило измерить коэффициент ван-дер-ваальсова взаимодействия C₃ = 1.8±0.3 кГц ∙ мкм³ для D₂-линии Rb. Показано, что при толщине наноячейки 65±5 нм с увеличением плотности атомов происходит дополнительный красный сдвиг, обусловленный диполь-дипольным взаимодействием атомов Rb. Результаты могут быть использованы при разработке миниатюрных субмикронных устройств.

1. J. Kitching. Appl. Phys. Lett., 5 (2018) 031302

2. J. Keaveney. Collective Atom Light Interactions in Dense Atomic Vapours, Springer (2014)

3. M. Chevrollier, M. Fichet, M. Oria, G. Rahmat, D. Bloch, M. Ducloy. J. Phys. II (France), 2 (1992) 631

4. H. Failache, S. Saltiel, M. Fichet, D. Bloch, M. Ducloy. Phys. Rev. Lett., 83 (1999) 5467

5. D. Bloch, M. Ducloy. Adv. At. Mol. Opt. Phys., 50 (2005) 91

6. A. Laliotis, T. Passerat de Silans, I. Maurin, M. Ducloy, D. Bloch. Nat. Commun., 5 (2014) 4364

7. T. Peyrot, N. Šibalić, Y. R. P. Sortais, A. Browaeys, A. Sargsyan, D. Sarkisyan, I. G. Hughes, C. S. Adams. Phys. Rev. A, 100 (2019) 022503

8. А. Саргсян, Т. А. Вартанян, Д. Саркисян. Опт и спектр., 128 (2020) 589

9. A. V. Ermolaev, T. A. Vartanyan. Phys. Rev. A, 105 (2022) 013518

10. А. Sargsyan, A. Amiryan, Y. Pashayan-Leroy, C. Leroy, A. Papoyan, D. Sarkisyan. Opt. Lett., 44 (2019) 5533

11. M. Fichet, G. Dutier, A. Yarovitsky, P. Todorov, I. Hamdi, I. Maurin, S. Saltiel, D. Sarkisyan, M. P. Gorza, D. Bloch, M. Ducloy. Europhys. Lett., 77 (2007) 54001

12. A. Sargsyan, A. Papoyan, I. G. Hughes, Ch. S. Adams, D. Sarkisyan. Opt. Lett., 42 (2017) 1476

13. A. Laliotis, B.-S. Lu, M. Ducloy, D. Wilkowski. AVS Quantum Sci., 3 (2021) 043501

14. K. A. Whittaker, J. Keaveney, I. G. Hughes, A. Sargsyan, D. Sarkisyan, C. S. Adams. Phys. Rev. Lett., 112 (2014) 253201

15. K. A. Whittaker, J. Keaveney, I. G. Hughes, A. Sargsyan, D. Sarkisyan, C. S. Adams. Phys. Rev. A, 92 (2015) 052706

16. V. V. Vassiliev, A. S. Zibrov, V. L. Velichansky. Rev. Sci. Instrum., 77 (2006) 013102

17. А. Саргсян. Журн. прикл. спектр., 89 (2022) 17—23 [A. Sargsyan. J. Appl. Spectr., 89 (2022) 17—23]

18. M. Auzinsh, A. Sargsyan, A. Tonoyan, C. Leroy, R. Momier, D. Sarkisyan, A. Papoyan. Appl. Opt., 61 (2022) 5749—5754

19. A. Sargsyan, E. Klinger, C. Leroy, I. G. Hughes, D. Sarkisyan, C. S. Adams. J. Phys. B, 52 (2019) 195001

20. T. Peyrot, Y. R. P. Sortais, A. Browaeys, A. Sargsyan, D. Sarkisyan, J. Keaveney, I. G. Hughes, C. S. Adams. Phys. Rev. Lett., 120 (2018) 243401

21. G. Dutier, S. Saltiel, D. Bloch, M. Ducloy. J. Opt. Soc. Am. B, 20 (2003) 793

22. А. Саргсян, А. Тоноян, Д. Саркисян. Письма в ЖЭТФ, 115 (2022) 346—352

23. T. Peyrot, Ch. Beurthe, S. Coumar, M. Roulliay, K. Perronet, P. Bonnay, C. S. Adams, A. Browaeys, Y. R. P. Sortais. Opt. Lett., 44 (2019) 1940

24. T. F. Cutler, W. J. Hamlyn, J. Renger, K. A. Whittaker, D. Pizzey, I. G. Hughes, V. Sandoghdar, C. S. Adams. Phys. Rev. Appl., 14 (2020) 034054