Phys. Rev. Lett. 109, 243601 (2012)

Spectrum of the Cavity-QED Microlaser: Strong Coupling Effects in the Frequency Pulling at Off Resonance

공진기-QED 마이크로 레이저의 스펙트럼을 최초로 관측한 이번 연구에서 연구팀은 양자 주파수 당김이라는 현상을 관측하였다. 일반 레이저에서 발생하는 주파수 당김현상과는 달리 공진기-QED 마이크로 레이저에서의 양자 주파수 당김현상은 원자수에 비례하여 발생하고, 원자-공진기의 강한 상호작용으로 인하여 원자 1개만으로도 수 kHz의 주파수 당김이 관측되었다. 또 원자수를 증가시킬 때 라비진동의 각도가 2pi의 정수배가 될 때 마다 증가하던 주파수 당김도 갑자기 감소하는 결맞은 현상을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 처음으로 관측한 양자 주파수 당김현상을 이용하면 원자-공진기 사이의 주파수 어긋남을 완전히 상쇄시킬 수 있기때문에 앞으로 광학시계의 정확도를 높이는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

[그림 설명] 공진기의 주파수가 원자의 주파수와 다른 경우(a), 본 연구에서 관측된 양자 주파수 당김 현상을 이용하여 어긋난 주파수를 상쇄시킬 수 있다(b).

Phys. Rev. Lett. 109, 243601 (2012)