Магнитометр на основе однопроходной генерации в парах атомов щелочных металлов

Представлен простой магнитометр, в котором реализуется однопроходная генерация на парах атомов рубидия/цезия, находящихся в оптической ячейке длиной несколько сантиметров, при прохождении резонансного лазерного излучения с длиной волны 852 нм (в случае Cs) или 780 нм (в случае Rb). Продемонстрировано, что на вырожденном двухуровневом циклическом переходе  F_e > F_g реализуется инверсная населенность между верхним и нижними зеемановскими подуровнями. Достигнута чувствительность (изменение) выходной мощности генерируемого излучения при изменении внешнего магнитного поля на ~70 нТл. Показано, что система может функционировать как металлоискатель, отмечено преимущество по сравнению с коммерческими металлоискателями.

1. V. I. Kevin Cox, A. V. Yudin, I. N. Taichenachev, E. E. Mikhailov. Phys. Rev. A, 83 (2011) 015801

2. D. Budker, D. F. J. Kimball. Optical Magnetometry, Cambridge, Cambridge University Press (2013)

3. А. Саргсян, А. С. Саркисян, А. Тоноян, Д. Саркисян. Журн. прикл. спектр., 88 (2021) 829—835

4. L. Deng, C. Deng. Opt. Express, 30 (2022) 17392

5. А. Саргсян. Журн. прикл. спектр., 91 (2024) 775—780

6. J. Han, Sh. Chen, W. Xiao, X. Peng, H. Guo. Phys. Rev. A, 111 (2025) 032813

7. M. Auzinsh, A. Sargsyan, A. Tonoyan, C. Leroy, R. Momier, D. Sarkisyan, A. Papoyan. Appl. Optics, 61 (2022) 5749

8. R. Finkelstein, S. Bali, O. Firstenberg, I. Novikova. New J. Phys., 25 (2023) 035001

9. A. Sargsyan, R. Momier, C. Leroy, D. Sarkisyan. Spectrochim. Acta B: At. Spectrosc., 221 (2024) 107051

10. A. Papoyan, S. Shmavonyan, A. Khanbekyan, H. Azizbekyan, M. Movsisyan, G. Bao, D. Kanta, A. Wickenbrock, D. Budker. J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys., 52 (2019) 195003

11. A. Sharma, N. D. Bhaskar, Y. Q. Lu, W. Happer. Appl. Phys. Lett., 39 (1981) 209

12. A. M. Akulshin, F. P. Bustos, D. Budker. Opt. Lett., 43 (2018) 5279

13. F. Renzoni, S. Cartaleva, G. Alzetta, E. Arimondo. Phys.Rev. A, 63 (2001) 065401

14. A. Ramaswamy, J. Chathanathil, D. Kanta, E.Klinger, A. Papoyan, S. Shmavonyan, A. Khanbekyan, A. Wickenbrock, D. Budker, S. A. Malinovskaya. Optical Memory and Neural Networks, 32 (2023) S443

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

16. D. V. Brazhnikov, S. M. Ignatovich, V. I. Vishnyakov, M. N. Skvortsov, C. Andreeva, V. M. Entin, I. I. Ryabtsev. Laser Phys. Lett., 15 (2018) 025701

17. W. Demtröder. Laser Spectroscopy: Basic Concepts and Instrumentation, Springer (2004)

18. A. Sargsyan, D. Sarkisyan, A. Papoyan, Y. Pashayan-Leroy, P. Moroshkin, A. Weis, A. Khanbekyan, E. Mariotti, L. Moi. Laser Phys., 18 (2008) 749

19. A. Sargsyan, A. Tonoyan, R. Mirzoyan, D. Sarkisyan, A. Wojciechowski, W. Gawlik. Opt. Lett., 39 (2014) 2270

20. A. V. Papoyan, M. Auzinsh, K. Bergmann. Eur. Phys. J. D, 21 (2002) 63

21. D. V. Brazhnikov, S. M. Ignatovich, A. S. Novokreshchenov, M. N. Skvortsov. J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys., 52 (2019) 215002

22. D. V. Brazhnikov, V. I. Vishnyakov, S. M. Ignatovich, L. S. Mesenzova, C. Andreeva, A. N. Goncharov. Appl. Phys. Lett., 119 (2021) 024001