スローライト・ファラデー効果に基づくギガヘルツ帯域幅原子プローブ

短い時間スケールで量子系をプローブできることは、量子技術の進歩の要となる。今回我々は、非共鳴分散プローブを用いてこれが実現可能であることを示す。原子蒸気に磁場を印加することによって、右円偏光と左円偏光の群屈折率のスペクトルが変位する。これは数十ギガヘルツにわたって大きな分散と高い透過をもたらすスローライト・ファラデー効果につながる。この大きな周波数幅は、ナノ秒の時間スケールでダイナミクスをプローブする可能性を開くものである。加えて、我々は、群屈折率がスペクトルの偏光回転感度を増強し、連続波光について最高15π radという大きな回転を与えることを示す。最後に、我々は、ひずみが無視でき透過率が1に近い状態で直線偏光ナノ秒パルスをπ/2 rad回転させて、ダイナミックな広帯域パルススイッチングを実証した。