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한국광학회지

파라핀 코팅된 Rb원자 증기 셀에서 원자결맞음 분광

이현준, 유예진, 배인호, 문한섭

Published Aug 1, 2008• 0 citations
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Abstract

본 연구에서는 파라핀으로 코팅된 Rb원자 증기셀에서 전자기 유도 투과(Electromagnetically induced transparency: EIT)와 Hanle 스펙트럼을 관측하고 분석하였다. EIT스펙트럼은 독립적으로 발진하는 두 대의 외부 공진형 반도체 레이저를 이용하여 85 Rb의 D₁전이선(Fg = 2, 3 → Fe = 3)에서 관측하였고, Hanle 스펙트럼은 한대의 외부 공진형 반도체를 이용하여 87 Rb의 D₁전이선(Fg = 2 → Fe = 1)의 자기 부준위 사이의 3준위 Λ형 구도에서 관측하였다. 파라핀 코팅된 루비듐 증기 셀에서 Hanle 스펙트럼에서 이중구조를 관측할 수 있었고,증기셀 주변의 자기장의 세기를 변화시켜서 얻은Hanle 스펙트럼에서 이중구조의 스펙트럼 형태의 변화를 외부자기장의 방향과 크기에 따른 조사하였다. 이때 이중 구조에서 좁은 영역의 스펙트럼의 선폭은 200 ㎐로 측정되었다.

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파라핀이 코팅된 Rb 증기 셀에서 비선형 광자기 효과 신호

이현준, 유예진, 배인호 +1 more

본 연구에서는 파라핀이 코팅된 Rb원자 증기 셀을 이용하여 87Rb D1전이선의 Hanle스펙트럼과 비선형 광자기 효과 신호를 조사하였다. 파라핀 코팅 증기 셀의 효과에 의한 좁은 스펙트럼 폭을 가진 영역과 순수 증기 셀에서 얻을 수 있는 넓은 스펙트럼폭을 가진 이중구조의 Hanle 스펙트럼을 관측할 수 있었다. 스펙트럼에 나타난 이중구조에서 좁은 선폭 영역의 선폭은 1 ㎑로 측정되었고, 스펙트럼 크기는 전체 스펙트럼에 대해서 10%로 측정되었다. 또한, Hanle 스펙트럼에 대응되는 이중 미분형태의 비선형 광자기 신호를 관측하였으며, 기울기가 급격하게 변하는 비선형 광자기 신호의 기울기는 레이저의 출력이 200 μW일 때 대략 10 ㎷/μT였다.

한국광학회지•Aug 1, 2009•8 citations

결합광 세기에 따른 Rb 원자의 사다리형 전자기 유도 투과

문한섭, 이림, 김중복

우리는 Rb원자의 5S_(½)-5P_(3/2)-5D_(5/2) 전이선에서 조사광과 결합광의 편광조합 그리고 결합광 세기에 따른 사다리형 전자기 유도 투과(EIT) 현상을 조사하였다. 우리는 5D_(5/2) 전이선에서 초미세구조를 가진 사다리형 EIT 스펙트럼을 얻었고, EIT 스펙트럼의 최소 선폭은 6.5 ㎒로 측정되었다. 우리는 EIT 초미세구조의 상대적인 크기가 레이저의 편광조합 뿐만 아니라 결합광의 세기에 따라서 변하는 것을 실험적으로 관측하였고, 결합광의 세기에 따라 신호의 크기가 달라지는 이유는 광의 세기에 대하여 원자계가 비선형적으로 상호작용하기 때문이라는 사실을 밝혔다.

한국광학회지•Feb 1, 2005•0 citations

87Rb D₁전이선에서 원자결맞음을 이용한 비선형 광자기 효과 신호의 특성

이림, 문한섭, 김중복

우리는 6.7㎪의 네온 버퍼가스가 포함된 루비듐 증기셀을 이용하여 (87)^Rb원자 D₁전이선에서 레이저의 세기, 증기 셀의 온도, 전이선에 따른 비선형 광자기 신호(NMOE)의 특성을 조사하였다. 비선형 광자기 신호는 레이저의 세기와 증기셀의 온도가 증가함에 따라 F=2→F'=2 전이선에서는 광자기 신호의 크기와 선폭이 증가하였지만, F=2→F'=1 전이선에서는 확대 없이 신호의 크기만 증가됨으로써 자장 측정 민감도가 향상 되는 것을 확인하였으며, 이러한 효과를 자기부준위 사이에서의 원자결맞음 구도의 차이로 설명하였다. 관측된 최적 조건에서 자기장변화에 대한 민감도는 70pT/ √㎐ 이하로 계산되었다.

한국광학회지•Feb 1, 2006•0 citations

Rb D₁ 전이선에서 원자결맞음에 의한 비선형 광자기 효과

문한섭, 이원규, 안문희 +1 more

우리는 버퍼 가스가 포함된 Rb 원자 증기셀을 이용하여 (87)^Rb원자 D₁전이선에서 원자결맞음에 의한 비선형 광자기 신호를 관측했다. 측정된 가장 좁은 비선형 광자기 신호의 선폭은 2 π×464 ㎐이고, 이 때 비선형 광자기 효과에 의한 미분형 신호의 peak-to-peak 변화에 해당하는 자기장의 변화는 약 1 mGauss로 측정되었다. 이러한 결과는 고감도 자기장 측정을 위한 광자계 연구에 응용될 수 있다.

한국광학회지•Feb 1, 2005•0 citations

Nonlinear Magneto-optic Effect in the Paraffin Coated Rb Vapor Cell

Hyun Joon Lee, Ye-Jin Yu, In‐Ho Bae +1 more

본 연구에서는 파라핀이 코팅된 Rb원자 증기 셀을 이용하여 $^{87}Rb$ $D_1$ 전이선의 Hanle스펙트럼과 비선형 광자기 효과 신호를 조사하였다. 파라핀 코팅 증기 셀의 효과에 의한 좁은 스펙트럼 폭을 가진 영역과 순수 증기 셀에서 얻을 수 있는 넓은 스펙트럼폭을 가진 이중구조의 Hanle 스펙트럼을 관측할 수 있었다. 스펙트럼에 나타난 이중구조에서 좁은 선폭 영역의 선폭은 1 kHz로 측정되었고, 스펙트럼 크기는 전체 스펙트럼에 대해서 10%로 측정되었다. 또한, Hanle 스펙트럼에 대응되는 이중 미분형태의 비선형 광자기 신호를 관측하였으며, 기울기가 급격하게 변하는 비선형 광자기 신호의 기울기는 레이저의 출력이 $200{\mu}W$ 일 때 대략 10 mV/ ${\mu}T$ 였다. In our study, the Hanle spectrum and nonlinear magneto-optic effect (NMOE) signals were observed as a function of magnetic field on $D_1$ line of $^{87}Rb$ atoms contained in a paraffin coated vapor cell. We observed the double structure from the Hanle and the NMOE spectrum in the paraffin coated Rb vapor cell. The narrow spectral width of the narrow resonance signal is approximately 1 kHz and the magnitude is approximately 10 percent of the total spectrum. Also, the NMOE signals corresponding to the Hanle configuration consisted of two different dispersion-like features. At the near zero magnetic field, a sharp slope signal was centered, and its value was 10 mV/ ${\mu}T$ with laser power was $200{\mu}W$ .

한국광학회지•Aug 25, 2009•0 citations

광 주입-잠금된 반도체 레이저의 모드 분석

배인호, 문한섭, 김지나

외부 공진기형 반도체 레이저를 주레이저로 하여 종레이저로 사용한 상용 반도체 레이저에 광 주입-잠금을 수행하고, 주입-잠금된 종레이저의 모드 특성을 조사하였다. 루비듐 원자의 D1 전이선에서 포화흡수분광 스펙트럼과 주입-잠금된 종레이저의 모드를 측정하였다. 주입-잠금 대역폭 내에 있는 종레이저가 주레이저의 주파수와 선폭이 동기되는 것을 확인하였고, 주입되는 광의 세기에 따른 주입-잠금 대역폭을 측정하였다. 특히 주입되는 광의 세기, 그리고 주레이저와 종레이저의 주파수 차이에 따른 주입-잠금 과정에 종레이저의 모드 변화를 공초점 패브리-페로 간섭계를 이용하여 측정했다. 불완전 주입-잠금 상태에서는 종레이저의 모드가 두 개 이상의 다중 모드로 발진하는 것을 확인할 수 있었다.

한국광학회지•Oct 1, 2007•0 citations
본 연구에서는 파라핀으로 코팅된 Rb원자 증기셀에서 전자기 유도 투과(Electromagnetically induced transparency: EIT)와 Hanle 스펙트럼을 관측하고 분석하였다. EIT스펙트럼은 독립적으로 발진하는 두 대의 외부 공진형 반도체 레이저를 이용하여 85 Rb의 D₁전이선(Fg = 2, 3 → Fe = 3)에서 관측하였고, Hanle 스펙트럼은 한대의 외부 공진형 반도체를 이용하여 87 Rb의 D₁전이선(Fg = 2 → Fe = 1)의 자기 부준위 사이의 3준위 Λ형 구도에서 관측하였다. 파라핀 코팅된 루비듐 증기 셀에서 Hanle 스펙트럼에서 이중구조를 관측할 수 있었고,증기셀 주변의 자기장의 세기를 변화시켜서 얻은Hanle 스펙트럼에서 이중구조의 스펙트럼 형태의 변화를 외부자기장의 방향과 크기에 따른 조사하였다. 이때 이중 구조에서 좁은 영역의 스펙트럼의 선폭은 200 ㎐로 측정되었다.
본 연구에서는 파라핀이 코팅된 Rb원자 증기 셀을 이용하여 87Rb D1전이선의 Hanle스펙트럼과 비선형 광자기 효과 신호를 조사하였다. 파라핀 코팅 증기 셀의 효과에 의한 좁은 스펙트럼 폭을 가진 영역과 순수 증기 셀에서 얻을 수 있는 넓은 스펙트럼폭을 가진 이중구조의 Hanle 스펙트럼을 관측할 수 있었다. 스펙트럼에 나타난 이중구조에서 좁은 선폭 영역의 선폭은 1 ㎑로 측정되었고, 스펙트럼 크기는 전체 스펙트럼에 대해서 10%로 측정되었다. 또한, Hanle 스펙트럼에 대응되는 이중 미분형태의 비선형 광자기 신호를 관측하였으며, 기울기가 급격하게 변하는 비선형 광자기 신호의 기울기는 레이저의 출력이 200 μW일 때 대략 10 ㎷/μT였다.
우리는 Rb원자의 5S_(½)-5P_(3/2)-5D_(5/2) 전이선에서 조사광과 결합광의 편광조합 그리고 결합광 세기에 따른 사다리형 전자기 유도 투과(EIT) 현상을 조사하였다. 우리는 5D_(5/2) 전이선에서 초미세구조를 가진 사다리형 EIT 스펙트럼을 얻었고, EIT 스펙트럼의 최소 선폭은 6.5 ㎒로 측정되었다. 우리는 EIT 초미세구조의 상대적인 크기가 레이저의 편광조합 뿐만 아니라 결합광의 세기에 따라서 변하는 것을 실험적으로 관측하였고, 결합광의 세기에 따라 신호의 크기가 달라지는 이유는 광의 세기에 대하여 원자계가 비선형적으로 상호작용하기 때문이라는 사실을 밝혔다.
우리는 6.7㎪의 네온 버퍼가스가 포함된 루비듐 증기셀을 이용하여 (87)^Rb원자 D₁전이선에서 레이저의 세기, 증기 셀의 온도, 전이선에 따른 비선형 광자기 신호(NMOE)의 특성을 조사하였다. 비선형 광자기 신호는 레이저의 세기와 증기셀의 온도가 증가함에 따라 F=2→F'=2 전이선에서는 광자기 신호의 크기와 선폭이 증가하였지만, F=2→F'=1 전이선에서는 확대 없이 신호의 크기만 증가됨으로써 자장 측정 민감도가 향상 되는 것을 확인하였으며, 이러한 효과를 자기부준위 사이에서의 원자결맞음 구도의 차이로 설명하였다. 관측된 최적 조건에서 자기장변화에 대한 민감도는 70pT/ √㎐ 이하로 계산되었다.
우리는 버퍼 가스가 포함된 Rb 원자 증기셀을 이용하여 (87)^Rb원자 D₁전이선에서 원자결맞음에 의한 비선형 광자기 신호를 관측했다. 측정된 가장 좁은 비선형 광자기 신호의 선폭은 2 π×464 ㎐이고, 이 때 비선형 광자기 효과에 의한 미분형 신호의 peak-to-peak 변화에 해당하는 자기장의 변화는 약 1 mGauss로 측정되었다. 이러한 결과는 고감도 자기장 측정을 위한 광자계 연구에 응용될 수 있다.
본 연구에서는 파라핀이 코팅된 Rb원자 증기 셀을 이용하여 87Rb^{87}Rb87Rb D1D_1D1​ 전이선의 Hanle스펙트럼과 비선형 광자기 효과 신호를 조사하였다. 파라핀 코팅 증기 셀의 효과에 의한 좁은 스펙트럼 폭을 가진 영역과 순수 증기 셀에서 얻을 수 있는 넓은 스펙트럼폭을 가진 이중구조의 Hanle 스펙트럼을 관측할 수 있었다. 스펙트럼에 나타난 이중구조에서 좁은 선폭 영역의 선폭은 1 kHz로 측정되었고, 스펙트럼 크기는 전체 스펙트럼에 대해서 10%로 측정되었다. 또한, Hanle 스펙트럼에 대응되는 이중 미분형태의 비선형 광자기 신호를 관측하였으며, 기울기가 급격하게 변하는 비선형 광자기 신호의 기울기는 레이저의 출력이 200μW200{\mu}W200μW 일 때 대략 10 mV/ μT{\mu}TμT 였다. In our study, the Hanle spectrum and nonlinear magneto-optic effect (NMOE) signals were observed as a function of magnetic field on D1D_1D1​ line of 87Rb^{87}Rb87Rb atoms contained in a paraffin coated vapor cell. We observed the double structure from the Hanle and the NMOE spectrum in the paraffin coated Rb vapor cell. The narrow spectral width of the narrow resonance signal is approximately 1 kHz and the magnitude is approximately 10 percent of the total spectrum. Also, the NMOE signals corresponding to the Hanle configuration consisted of two different dispersion-like features. At the near zero magnetic field, a sharp slope signal was centered, and its value was 10 mV/ μT{\mu}TμT with laser power was 200μW200{\mu}W200μW .
외부 공진기형 반도체 레이저를 주레이저로 하여 종레이저로 사용한 상용 반도체 레이저에 광 주입-잠금을 수행하고, 주입-잠금된 종레이저의 모드 특성을 조사하였다. 루비듐 원자의 D1 전이선에서 포화흡수분광 스펙트럼과 주입-잠금된 종레이저의 모드를 측정하였다. 주입-잠금 대역폭 내에 있는 종레이저가 주레이저의 주파수와 선폭이 동기되는 것을 확인하였고, 주입되는 광의 세기에 따른 주입-잠금 대역폭을 측정하였다. 특히 주입되는 광의 세기, 그리고 주레이저와 종레이저의 주파수 차이에 따른 주입-잠금 과정에 종레이저의 모드 변화를 공초점 패브리-페로 간섭계를 이용하여 측정했다. 불완전 주입-잠금 상태에서는 종레이저의 모드가 두 개 이상의 다중 모드로 발진하는 것을 확인할 수 있었다.