Применение атомной спектроскопии для измерения сильных неоднородных магнитных полей

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. 

1. D. Budker, W. Gawlik, D. Kimball, S. R. Rochester, V. V. Yaschuk, A. Weis. Rev. Mod. Phys., 74, (2002) 1153—1201

2. E. B. Alexandrov, M. P. Chaika, G. I. Khvostenko. Interference of Atomic States, Springer-Verlag, Berlin (1993)

3. B. A. Olsen, B. Patton, Y. Y. Jau, W. Happer. Phys. Rev. A, 84 (2011) 063410

4. M. Zentile, J. Keaveney, L. Weller, D. J. Whiting, C. S. Adams, I. G. Hughes. Comput. Phys. Commun., 189 (2015) 162—174

5. A. Sargsyan, G. Hakhumyan, C. Leroy, Y. Pashayan-Leroy, A. Papoyan, D. Sarkisyan. Opt. Lett., 37 (2012) 1379—1381

6. L. Weller, K. S. Kleinbach, M. A. Zentile, S. Knappe, I. G. Hughes, C. S. Adams. Opt. Lett., 37 (2012) 3405

7. S. Scotto, D. Ciampini, C. Rizzo, E. Arimondo. Phys. Rev. A, 92 (2015) 063810

8. D. J. Whiting, Renju S. Mathew, J. Keaveney, C. S. Adams, I. G. Hughes. J. Modern Opt., 65 (2018) 713—722

9. G. Hakhumyan, C. Leroy, Y. Pashayan-Leroy, D. Sarkisyan, M. Auzinsh. Opt. Commun., 284 (2011) 4007—4012

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

11. A. Sargsyan, E. Klinger, A. Amiryan, A. Tonoyan, D. Sarkisyan. Phys. Lett. A, 390 (2021) 127114

12. R. Momier, A. Aleksanyan, E. Gazazyan, A. Papoyan, C. Leroy. J. Quant. Spectr. Radiat. Transf., 257 (2020) 107371

13. P. Tremblay, A. Michaud, M. Levesque, S. Thériault, M.Breton, J. Beaubien, N. Cyr. Phys. Rev. A, 42 (1990) 2766—2773

14. M. Auzinsh, D. Budker, S. M. Rochester. Optically Polarized Atoms: Understanding Light-Atom Interactions, Oxford University Press, ISBN 978-0-19-956512-2 (2010)

15. A. Sargsyan, E. Klinger, G. Hakhumyan, A. Tonoyan, A. Papoyan, C. Leroy, D. Sarkisyan. J. Opt. Soc. Am. B, 34 (2017) 776—784

16. А. Саргсян, А. Тоноян, Г. Ахумян, Д. Саркисян. Письма в ЖЭТФ, 106 (2017) 669—674

17. A. Tonoyan, A. Sargsyan, E. Klinger, G. Hakhumyan, C. Leroy, M. Auzinsh, A. Papoyan, D. Sarkisyan. EuroPhys. Lett., 121 (2018) 53001

18. G. Nienhuis, F. Schuller, M. Ducloy. Phys. Rev. A, 38 (1998) 5197—5205

19. A. Weis, V. A.Sautenkov, T. W. Hansch. Phys. Rev. A, 45 (1992) 7991—7996

20. А. Саргсян, Э. Клингер, Е. Пашаян-Леруа, К. Леруа, А. Папоян, Д. Саркисян. Письма в ЖЭТФ, 104, № 4 (2016) 222—228

21. A. Sargsyan, A. Papoyan, I. G. Hughes, C. S. Adams, D. Sarkisyan. Opt. Lett., 42, N 8 (2017) 1476—1479

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

23. E. Klinger, H. Azizbekyn, A. Sargsyan, C. Leroy, D. Sarkisyan, A. Papoyan. Appl. Opt., 59, N 8 (2020) 2231—2237

24. A. Krasteva, P. Gosh, S. Gateva, S. Tsvetkov, D. Sarkisyan, A. Sargsyan, T. Vartanyan, S. Cartaleva. Phys. Scripta, 95 (2020) 015404

25. R. Momier, A. Papoyan, C. Leroy. J. Quant. Spectr. Radiat. Transf., 272 (2021) 107780