Probeübertragung in einem eindimensionalen optischen Molasses: Theorie für linear kreuzpolarisierten Kühlstrahlen

Wir präsentieren eine detaillierte theoretische Untersuchung des Übertragungsspektrums eines Probe-Strahls, der mit Atomen in einem eindimensionalen optischen Molasses, erzeugt mit linear kreuzpolarisierten gegenläufigen Pumpstrahlen, interagiert. Die Studie wird für einen J₆=1/2J₄=3/2 atomaren Übergang im Grenzfall durchgeführt, in dem der Hamiltonian-Teil der Atom-Feld-Kopplung über dem Relaxationsteil vorherrscht. Wir analysieren die angeregten Raman-Übergänge, die zwischen verschiedenen Schwingungsniveaus der Atome im periodischen Potential, das durch die Lichtverschiebungen erzeugt wird, auftreten, und zeigen eine dramatische Verlängerung der Dämpfungszeit der Kohärenzen zwischen solchen Niveaus aufgrund des Lamb-Dicke-Effekts. Sehr schmale Rayleigh-Resonanzen mit einer Form, die empfindlich auf die Polarisation des Probes reagiert, erscheinen für eine Probefrequenz, die nahe der Pumpfrequenz liegt. Wir interpretieren diese Resonanzen in Bezug auf die Streuung der Pumpwellen an Dichte- und Magnetisierungsraster und zeigen, dass sie wichtige Informationen über die Dynamik und Lokalisation von Atomen am Boden der Potentialtäler liefern. Solche Informationen sollten auch durch Phasenkonjugationsexperimente zugänglich sein. Schließlich werden Hinweise zur Behandlung anderer atomarer Übergänge gegeben.