Трехуровневое приближение при расчете параметров оптически детектируемого магнитного резонанса в условиях сильной лазерной накачки
Вершовский А.К.
1, Петренко М.В.
11Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: antver@mail.ioffe.ru, m.petrenko@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 5 декабря 2020 г.
В окончательной редакции: 5 декабря 2020 г.
Принята к печати: 17 декабря 2020 г.
Выставление онлайн: 26 января 2021 г.
Предложен алгоритм приближенного решения сугубо нелинейной задачи о параметрах оптически детектируемого магнитного резонанса в основном состоянии щелочных атомов в оптически плотной среде в условиях сильной узкополосной оптической накачки, вызывающей, во-первых, просветление атомарной среды, во-вторых - частичное подавление спин-обменного уширения. Непосредственное решение уравнения Лиувилля в этих условиях осложняется тем, что время релаксации каждого из уровней сверхтонкой и зеемановской структур основного состояния определяется населенностями остальных уровней, что приводит к необходимости решения самосогласованной задачи в многоуровневой системе, и, как правило, требует использования суперкомпьютеров. В данной работе предложены приближения, позволяющие существенно упростить и на порядки ускорить расчет, и проведено сравнение результатов с данными эксперимента на примере двухлучевой MX-схемы магнитометрического датчика. Ключевые слова: оптически детектируемый магнитный резонанс, квантовый магнитометр, трехуровневое приближение, уравнения Блоха, балансные уравнения.
- Budker D., Romalis M. // Nat. Phys. 2007. V. 3. P. 227. doi 10.1038/nphys566
- Hamalainen M., Hari R., Ilmoniemi R.J., Knuutila J., Lounasmaa O.V. // Rev. Mod. Phys. 1993. V. 65. N 2. P. 413. doi 10.1103/RevModPhys.65.413
- Coffey A.M., Truong M.L., Chekmenev E.Y. // J. Magn. Res. 2013. V. 237. P. 169. doi 10.1016/j.jmr.2013.10.013
- Баранцев К.А. и др. // ЖЭТФ. 2021. Т. 159. N 1
- Scholtes T., Schultze V., IJsselsteijn R., Woetzel S., Meyer H.-G. // Phys. Rev. A. 2011. V. 84. N 4. P. 043416. doi 10.1103/PhysRevA.84.043416
- Schultze V., Schillig B., IJsselsteijn R., Scholtes T., Woetzel S., Stolz R. // Sensors. 2017. V. 17. N 3. P. 561. doi 10.3390/s17030561
- Bhaskar N.D., Camparo J., Happer W., Sharma A. // Phys. Rev. A. 1981. V. 23. N 6. P. 3048. doi 10.1103/PhysRevA.23.3048
- Kominis I.K., Kornack T.W., Allred J.C., Romalis M.V. // Nature. 2003. V. 422. N 6932. P. 596. doi 10.1038/nature01484
- Dang H.B., Maloof A.C., Romalis M.V. // Appl. Phys. Lett. 2010. V. 97. N 15. P. 151110. doi 10.1063/1.3491215
- Вершовский А.К., Пазгалев А.С., Петренко М.В. // Письма в ЖТФ. 2020. Т. 46. N 17. С. 43. doi 10.21883/PJTF.2020.17.49894.18340; Vershovskii A.K., Pazgalev A.S., Petrenko M.V. // Tech. Phys. Lett. 2020. V. 46. N 9. P. 877. doi 10.1134/S1063785020090126
- Попов Е.Н. и др. // Письма в ЖЭТФ. 2018. T. 108. N 8. С. 543. doi 10.1134/S0370274X18200043; Popov E.N. et al. // JETP Lett. 2018. V. 108. N 8. P. 513. doi 10.1134/S0021364018200122
- Budker D., Kimball D.F., Rochester S.M., Yashchuk V.V., Zolotorev M. // Phys. Rev. A. 2000. V. 62. N 4. P. 043403. doi 10.1103/PhysRevA.62.043403
- Bell W.E., Bloom A.L. // Phys. Rev. Lett. 1961. V. 6. N 6. P. 280. doi 10.1103/PhysRevLett.6.280
- Fescenko I., Knowles P., Weis A., Breschi E. // Opt. Express. 2013. V. 21. N 13. P. 15121. doi 10.1364/OE.21.015121
- Happer W., Tam A.C. // Phys. Rev. A. 1977. V. 16. N 5. P. 1877. doi 10.1103/PhysRevA.16.1877
- Happer W // Progr. Quant. Electron. 1970. V. 1. P. 51--103
- Seltzer S.J. Developments in Alkali-Metal Atomic Magnetometry: Ph.D. Princeton University, 2008. 267 p
- Вершовский А.К., Дмитриев С.П., Козлов Г.Г., Пазгалев А.С., Петренко М.В. // ЖТФ. 2020. Т. 90. N 8. С. 1243. doi 10.21883/JTF.2020.08.49533.438-19; Vershovskii A.K., Dmitriev S.P., Kozlov G.G., Pazgalev A.S., Petrenko M.V // Tech. Phys. 2020. V. 65. N 8. P. 1193. doi 10.1134/S1063784220080204
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.