Laser cooling below the Doppler limit by polarization gradients: simple theoretical models

极化(电化学) 多普勒效应 简单(哲学) 极限(数学) 激光多普勒测速 多普勒冷却 光学 激光器 物理 机械 统计物理学 计算物理学 数学 数学分析 量子力学 化学 医学 哲学 非弹性散射 内科学 物理化学 认识论 血流 散射 X射线拉曼散射
作者
Jean Dalibard,Claude Cohen‐Tannoudji
出处
期刊:Journal of The Optical Society of America B-optical Physics [Optica Publishing Group]
卷期号:6 (11): 2023-2023 被引量:1075
标识
DOI:10.1364/josab.6.002023
摘要

We present two cooling mechanisms that lead to temperatures well below the Doppler limit. These mechanisms are based on laser polarization gradients and work at low laser power when the optical-pumping time between different ground-state sublevels becomes long. There is then a large time lag between the internal atomic response and the atomic motion, which leads to a large cooling force. In the simple case of one-dimensional molasses, we identify two types of polarization gradient that occur when the two counterpropagating waves have either orthogonal linear polarizations or orthogonal circular polarizations. In the first case, the light shifts of the ground-state Zeeman sublevels are spatially modulated, and optical pumping among them leads to dipole forces and to a Sisyphus effect analogous to the one that occurs in stimulated molasses. In the second case (σ+−σ− configuration), the cooling mechanism is radically different. Even at very low velocity, atomic motion produces a population difference among ground-state sublevels, which gives rise to unbalanced radiation pressures. From semiclassical optical Bloch equations, we derive for the two cases quantitative expressions for friction coefficients and velocity capture ranges. The friction coefficients are shown in both cases to be independent of the laser power, which produces an equilibrium temperature proportional to the laser power. The lowest achievable temperatures then approach the one-photon recoil energy. We briefly outline a full quantum treatment of such a limit.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
HW完成签到,获得积分20
1秒前
袁伟成完成签到,获得积分10
1秒前
烤鱼的夹克完成签到,获得积分10
1秒前
优美巧曼完成签到 ,获得积分10
3秒前
5秒前
龙龖龘完成签到,获得积分10
5秒前
liugm发布了新的文献求助10
6秒前
9秒前
往徕完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
Flora完成签到,获得积分10
11秒前
猫儿完成签到,获得积分10
14秒前
王心心完成签到 ,获得积分10
15秒前
水合钴离子完成签到 ,获得积分10
18秒前
惊鸿H完成签到 ,获得积分10
18秒前
MingY完成签到,获得积分10
25秒前
棉裤完成签到,获得积分10
26秒前
怕黑明雪完成签到,获得积分10
27秒前
Orange应助猫小咪采纳,获得10
28秒前
77完成签到,获得积分10
28秒前
肖之贤完成签到,获得积分10
28秒前
刘雯完成签到,获得积分10
29秒前
zyx完成签到,获得积分10
29秒前
雨夜聆风完成签到,获得积分10
33秒前
33秒前
手术刀发布了新的文献求助10
34秒前
36秒前
yaomax完成签到 ,获得积分10
37秒前
找文献的天才狗完成签到,获得积分10
39秒前
冰河完成签到 ,获得积分10
40秒前
Chole完成签到 ,获得积分10
41秒前
戴漫完成签到 ,获得积分10
41秒前
呈歌完成签到 ,获得积分10
43秒前
43秒前
桐桐应助RATHER采纳,获得10
44秒前
yhjyhjyhj完成签到 ,获得积分10
44秒前
淡定元珊完成签到,获得积分10
44秒前
猫小咪完成签到,获得积分10
46秒前
49秒前
酷炫的小鸽子完成签到,获得积分10
49秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Handbuch Trainingswissenschaft – Trainingslehre 500
Additive Manufacturing Design and Applications (ASM Handbook, Volume 24A) 500
Variations: A More Diverse Picture of Contemporary Art 400
A Primer on Partial Least Squares Structural Equation Modeling (PLS-SEM) Fourth Edition 400
Induction Heating and Heat Treatment (ASM Handbook, Volume 4C) 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7586356
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9164645
关于积分的说明 19612534
捐赠科研通 7166968
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3266657
关于科研通互助平台的介绍 2431677
邀请新用户注册赠送积分活动 2258420