Sharp Focusing of an Atomic Beam with the Doppler and Sub-Doppler Laser Cooling Mechanisms in a Two-Dimensional Magneto-Optical Trap

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The focusing of an atomic beam with the use of a two-dimensional magneto-optical trap in order to increase the number of atoms in the region of their laser cooling and localization near an atom chip is discussed. Two regimes of the interaction of atoms with a focusing laser field are considered: (i) the Doppler interaction regime, which occurs at small detunings of the laser field from the atomic resonance, and (ii) the sub-Doppler interaction regime, which occurs at large detunings of the laser field from the atomic resonance. The efficiency of focusing in the first case is low because of the momentum diffusion. It has been shown that the momentum diffusion in the sub-Doppler cooling mechanism is insignificant and, as a result, the broadening of the transverse velocity distribution of atoms is small. The sharp focusing of the atomic beam is possible in this interaction regime.

About the authors

D. V. Bykova

Institute of Spectroscopy, Russian Academy of Sciences;National Research University Higher School of Economics

Email: afanasiev@isan.troitsk.ru
Troitsk, Moscow, 108840 Russia;Moscow, 101000 Russia

A. E. Afanas'ev

Institute of Spectroscopy, Russian Academy of Sciences

Email: afanasiev@isan.troitsk.ru
Troitsk, Moscow, 108840 Russia

V. I. Balykin

Institute of Spectroscopy, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: afanasiev@isan.troitsk.ru
Troitsk, Moscow, 108840 Russia

References

  1. S. Wildermuth, P. Kr¨uger, C. Becker, M. Brajdic, S. Haupt, A. Kasper, R. Folman, and J. Schmiedmayer, Phys. Rev. A 69, 030901 (2004).
  2. V. Singh, V.B. Tiwari, K.A.P. Singh, and S.R. Mishra, J. Mod. Opt. 65(21), 2332 (2018).
  3. A.E. Afanasiev, D.V. Bykova, P. I. Skakunenko, and V. I. Balykin, JETP Lett. 115, 509 (2022).
  4. A.E. Afanasiev, A. S. Kalmykov, R.V. Kirtaev, A.A. Kortel, P. I. Skakunenko, D.V. Negrov, and V. I. Balykin, Opt. Laser Technol. 148, 107698 (2022).
  5. V. I. Balykin, JETP Lett. 66, 349 (1997).
  6. Z.T. Lu, K. L. Corwin, M. J. Renn, M.H. Anderson, E.A. Cornell, and C.E. Wieman, Phys. Rev. Lett. 77(16), 3331 (1996).
  7. P.N. Melentiev, P.A. Borisov, S.N. Rudnev, A.E. Afanasiev, and V. I. Balykin, JETP Lett. 83(1), 14 (2006).
  8. A.M. Steane, M. Chowdhury, and C. J. Foot, J. Opt. Soc. Am. B 9(12), 2142 (1992).
  9. S. Chang, T.Y. Kwon, H. S. Lee, and V.G. Minogin, Phys. Rev. A 60, 3148 (1999).
  10. C. Salomon, J. Dalibard,W.D. Phillips, A. Clairon, and S. Guellati, EPL 12, 683 (1990).
  11. S.A. Hopkins, PhD thesis, The Open University, Milton Keynes, England (1996).
  12. V. S. Letokhov and V.G. Minogin, Phys. Rep. 73, 1 (1981).
  13. S. Chang and V.G. Minogin, Phys. Rep. 365, 65 (2002).
  14. J.W. Jun, S. Chang, T.Y. Kwon, H. S. Lee, and V.G. Minogin, Phys. Rev. A 60, 3960 (1999).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2023 Российская академия наук

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».