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Coherent interaction of atoms with a beam of light confined in a light cage

Light(Science & Applications) 2021年第7期10卷 1247-1256页

作者： Flavie Davidson-Marquis Julian Gargiulo Esteban Gómez-López Bumjoon Jang tim kroh Chris Müller Mario Ziegler Stefan A.Maier Harald Kübler Markus A.Schmidt Oliver Benson Department of Physics and IRIS Adlershof Humboldt-Universität zu Berlin12489 BerlinGermany Chair in Hybrid Nanosystems Nanoinstitute MunichFaculty of PhysicsLudwig-Maximilians-Universität München80539 MunichGermany Department of Fiber Photonics Leibniz Institute of Photonic Technology07745 JenaGermany Competence Center for Micro-and Nanotechnologies Leibniz Institute of Photonic Technology Jena07745 JenaGermany Department of Physics Imperial College LondonLondon SW72AZUK Physikalisches Institut and Center for Integrated Quantum Science and Technology University of StuttgartPfaffenwaldring 5770569 StuttgartGermany Otto Schott Institute of Material Research 07743 JenaGermany

Controlling coherent interaction between optical fields and quantum systems in scalable,integrated platforms is essential for quantum ***,warm alkali-vapour cells integrated with on-chip photonic devices represent an attractive system,in particular for delay or storage of a single-photon quantum ***-core fibres or planar waveguides are widely used to confine light over long distances enhancing light-matter interaction in atomic-vapour ***,they suffer from inefficient filling times,enhanced dephasing for atoms near the surfaces,and limited light-matter *** report here on the observation of modified electromagnetically induced transparency for a non-diffractive beam of light in an on-chip,laterally-accessible hollow-core light *** layer deposition of an alumina nanofilm onto the light-cage structure was utilised to precisely tune the high-transmission spectral region of the light-cage mode to the operation wavelength of the atomic transition,while additionally protecting the polymer against the corrosive alkali *** experiments show strong,coherent light-matter coupling over lengths substantially exceeding the Rayleigh ***,the stable non-degrading performance and extreme versatility of the light cage provide an excellent basis for a manifold of quantum-storage and quantumnonlinear applications,highlighting it as a compelling candidate for all-on-chip,integrable,low-cost,vapour-based photon delay.

关键词： vapour interaction quantum

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