Семинары

Семинар 1 — 20.01.2023

Докладчик — Виктор Иванович Балыкин, главный научный сотрудник Института спектроскопии РАН, заведующий Лабораторией лазерной спектроскопии.

Семинар 2 — 9.02.2023

Докладчик — Антон Евгеньевич Афанасьев — руководитель НУГ — старший научный сотрудник Института спектроскопии РАН, Лаборатория лазерной спектроскопии.

Аннотация. На первом докладе из цикла семинаров, посвященных атомным часам, были представлены основные этапы в истории развития атомных стандартов частоты. На сегодншний момент используются как и наземные установки, так и стандарты на борту комических аппаратов. Их принцип работы основан на взаимодействии атомов с электро-магнитным излучением. Атом рассматривается как двухуровневая система, помещенная в поле постоянного лазерного излучения, и и сследуется динамика заселенности уровней. В эксперименте со схемой Раби наблюдаются (с учетом релаксации) затухающие осцилляции на частоте Раби. Для построения атомных часов часто используется схема Рамзея, в которой атомы взаимодействуют с двумя последовательными лазерными импульсами. 

Презентация Семинара 2 (PDF, 2,77 Мб)

Семинар 3 — 16.03.2023

Докладчик — Дарья Владимировна Быкова —  студентка 1 курса магистратуры факультета физики ВШЭ, лаборант в Лаборатории лазерной спектроскопии Института спектроскопии РАН.

Аннотация. Доклад выполнен по материалам 6-ой Международной Школы по квантовым технологиям, прошедшей 26 февраля - 4 марта 2023 года в Миассе (Челябинская область, Россия) и представляет краткий обзор направлений квантовой криптографии, квантовой оптики, квантовой информатики и квантовых технологий.

Семинар 4 — 29.03.2023

Докладчик — Антонина Алексеевна Архипова —  студентка 1 курса магистратуры факультета физики ВШЭ, лаборант в Лаборатории ультрабыстрых процессов Института спектроскопии РАН.

Аннотация. Доклад посвящен исследованию линейного и нелинейного распространения излучения в волноводных структурах, изготовленных методом фемтосекундной лазерной записи, по материалам четырех работ, выполненных при участии Лаборатории ультрабыстрых процессов ИСАН. В первых двух изучаются одномерные топологические массивы, реализующие модель Су-Шриффера-Хигера. Было экспериментально продемонстрировано, что в конфигурации двух топологических массивов, расположенных в непосредственной близости, на границе между массивами возникает переключение между локализованными краевыми состояниями. Скорость переключения контролировалась нелинейностью. Так же исследовалась супер-решетка Су-Шриффера-Хигера, где было показано возбуждение беспороговых топологических солитонов одновременно из двух запрещенных зон. В других двух работах экспериментально продемонстрированы новые механизмы локализации в линейном режиме для двумерных вращающихся как целое и муаровых волноводных массивах.

Презентация Семинара 4 (PDF, 3,42 Мб)

Семинар 5 — 18.04.2023

Докладчик — Арина Михайловна Сафонова — студентка 4 курса факультета физики ВШЭ, Лаборатория лазерной спектроскопии Института спектроскопии РАН.

Аннотация. Квантовая инженерия является одним из наиболее интенсивно развивающихся разделов современной оптики. Актуальной задачей квантовой инженерии является разработка новых методов контролирования взаимодействия света с квантовыми эмиттерами. Для создания излучателей с требуемыми оптическими свойствами используются различные подходы, в том числе фёрстеровский механизм передачи энергии. Фёрстеровский механизм передачи энергии (FRET) позволяет значительно увеличить спектральное смещение флуоресценции от возбуждения, что является принципиально важным для различных приложений. Одним из наиболее эффективных подходов микроскопии и спектроскопии единичных молекул является использование волноводов нулевой моды (ZMW). В докладе рассматривается влияние данных структур на эффективность FRET, показано изменение спектральных характеристик флуоресценции пары красителей при варьировании диаметра ZMW.

Презентация Семинара 5 (PDF, 1,68 Мб)

Семинар 6 — 19.04.2023

Докладчик — Антонина Алексеевна Архипова —  студентка 1 курса магистратуры факультета физики ВШЭ, лаборант в Лаборатории ультрабыстрых процессов Института спектроскопии РАН.

Аннотация. Продемонстрирована сильная пространственно-временная компрессия ИК излучения в области слабой аномальной дисперсии групповых скоростей в массивах волноводов, изготовленных методом фемтосекундной лазерной записи внутри плавленого кварца. 
При временном сжатии без дополнительной дисперсионной посткомпрессии более чем на порядок импульсы в центральном волноводе достигают длительности в несколько периодов светового поля на длинах волн телекоммуникационного диапазона. При этом их мощность превышает критическую мощность стационарной самофокусировки.
Данные результаты открывают широкие возможности по разработке массивов волноводов для спектральной трансформации и временной компрессии субпикосекундных импульсов с мкДж энергиями и дальнейших экспериментальных исследований динамики ультракоротких импульсов в топологических и коммутационных системах.

Презентация Семинара 6 (PDF, 1,32 Мб)

Семинар 7 — 23.05.2023

Докладчик — Антон Евгеньевич Афанасьев — руководитель НУГ — старший научный сотрудник Института спектроскопии РАН, Лаборатория лазерной спектроскопии.

Семинар 8 — 1.06.2023

Докладчик — Марков Михаил Семенович — студент 4 курса факультета физики ВШЭ, Лаборатория лазерной спектроскопии Института спектроскопии РАН.

Аннотация. В докладе подробно описаны волноводы нулевой моды (англ. Zero-Mode Waveguides, ZMWs) — современные устройства для анализа динамических биологических процессов, позволяющие рассматривать единичные флуоресцентные молекулы, белки, ферменты и изучать их разнообразные свойства, теряющиеся при усреднении по ансамблю в традиционных методах конфокальной микроскопии. Доклад включает в себя изготовление, физические и, в частности, оптические свойства ZMW, а также их применения и преимущества использования перед другими методами одномолекулярного анализа.

Презентация Семинара 8 (PDF, 1,87 Мб)

Семинар 9 — 7.06.2023

Докладчик — Дарья Владимировна Быкова —  студентка 1 курса магистратуры факультета физики ВШЭ, лаборант в Лаборатории лазерной спектроскопии Института спектроскопии РАН.

Аннотация. В докладе рассмотрена фокусировка атомного пучка с использованием двумерной магнито-оптической ловушки с целью увеличения количества атомов в области их лазерного охлаждения и локализации вблизи атомного чипа. Рассмотрены два режима взаимодействия атомов с фокусирующим лазерным полем: (1) Доплеровский режим взаимодействия, который реализуется при малых отстройках лазерного поля от частоты атомного резонанса и (2) Суб-доплеровский режим взаимодействия, который реализуется при больших отстройках лазерного излучения от частоты атомного резонанса. В первом случае в силу диффузии импульса эффективность фокусировки мала. Показано, что при использовании суб-доплеровского механизма охлаждения диффузия импульса несущественна и, как следствие, увеличение ширины скоростного распределения атомов по поперечным скоростям незначительно. В таком режиме взаимодействия возможна острая фокусировка атомного пучка.

Презентация Семинара 9 (PDF, 4,66 Мб)

Семинар 10 — 27.09.2023

Докладчик — Виктор Иванович Балыкин, главный научный сотрудник Института спектроскопии РАН, заведующий Лабораторией лазерной спектроскопии.

Аннотация. Доклад был посвящен возможности создания гибридной квантовой системы — атомного чипа для локализации нейтральных атомов со сверхпроводящими дорожками. Подобные системы имеют ряд преимуществ, связанных с отсутствием омических потерь при протекании тока через сверхпроводящий контур. Это ведет к повышению энергоэффективности и улучшению тепловых характеристик, принципиальных при работе с однослойным атомным чипом. 

Семинар 11 — 27.09.2023

Докладчик — Петр Игоревич Скакуненко — сотрудник Института спектроскопии РАН, Лаборатория лазерной спектроскопии.

Аннотация. Технология атомного чипа позволяет эффективно охлаждать нейтральные атомы, захватывая их сначала в магнито-оптическую ловушку (МОЛ), а затем и в магнитную ловушку. При этом требуемые для создания ловушек магнитные поля создаются за счет протекания тока через микропровода атомного чипа. Преимуществами использования атомного чипа перед использованием классической МОЛ являются i) достижение высокого градиента магнитного поля за счет протекания относительно малого тока через микропровода, ii) относительно легкое и быстрое охлаждение атомного ансамбля вплоть до бозе-эйнштейновского конденсата (БЭК), iii) энергоэффективность и компактность.

Эти преимущества делают технологию атомного чипа привлекательной в области квантовой сенсорики (гравиметры, акселерометры, гироскопы), в области создания компактных стандартов частоты, а также в области исследований БЭК в невесомости.

Данный доклад посвящен освоению и развитию технологии атомного чипа в Институте спектроскопии РАН (ИСАН). Наш атомный чип является первым атомным чипом в России. Нашей целью является реализация компактных атомных часов, а затем и гравиметра на атомном чипе. Атомные часы на атомном чипе могут быть, с одной стороны, более компактными, чем атомные фонтаны, и, с другой стороны, более точными чем миниатюрные атомные часы, использующие атомы комнатной температуры. Таким образом, атомные часы на атомном чипе могут занять промежуточную нишу мобильных и точных стандартов частоты.

Разработана новая версия атомного чипа, позволяющая захватывать большее количество атомов рубидия-87 в (МОЛ) на чипе за счет оптимизации распределения магнитного поля вблизи чипа. Особенностью новой версии атомного чипа является дополнительный широкий U-образный микропровод, центральная часть которого имеет размеры 2.9 мм х 6.2 мм. Широкий провод создает магнитное поле, близкое к квадрупольному, что позволяет увеличить эффективный объем МОЛ на чипе и, следовательно, количество захватываемых атомов. Удалось получить выигрыш в 3.5 раза в количестве локализованных атомов при использовании новой версии атомного чипа. При этом особенностью данного подхода является то, что атомный чип однослойный, то есть является относительно компактным и потребляет относительно небольшой ток.

Семинар 12 — 25.10.2023

Докладчик — Антон Евгеньевич Афанасьев — руководитель НУГ — старший научный сотрудник Института спектроскопии РАН, Лаборатория лазерной спектроскопии.

Аннотация. Доклад посвящен предстоящей публикации по результатам работы НУГ "Перспективные методы лазерной спектроскопии". 

В работе исследованы различные режимы загрузки магнито-оптической ловушки (МОЛ), сформированной вблизи атомного чипа, на примере атомов Rb-87. Исследована загрузка из тепловых атомных паров и из низкоскоростного атомного пучка. При использовании атомного пучка продемонстрирована возможность контроля загрузки магнито-оптической ловушки пространственным управлением атомного пучка. Это позволило увеличить скорость загрузки атомов в магнито-оптической ловушке при сохранении ультравысокого вакуума в области атомного чипа. При оптимальных режимах загрузки максимальное количество атомов в МОЛ составило значение 4.9 × 10^7 атомов. При этом, измеренное время жизни атомов в МОЛ составило значение 4.1 с.