Abstract

We study the light generated by spontaneous emission into a mode of a cavity QED system under weak excitation of the orthogonally polarized mode. Operating in the intermediate regime of cavity QED with comparable coherent and decoherent coupling constants, we find an enhancement of the emission into the undriven cavity mode by more than a factor of 18.5 over that expected by the solid angle subtended by the mode. A model that incorporates three atomic levels and two polarization modes quantitatively explains the observations.

© 2007 Optical Society of America

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. J. I. Cirac, P. Zoller, H. J. Kimble, and H. Mabuchi, Phys. Rev. Lett. 78, 3221 (1997).
    [CrossRef]
  2. P. R. Rice, J. Gea-Banacloche, M. L. Terraciano, D. L. Freimund, and L. A. Orozco, Opt. Express 14, 4514 (2006).
    [CrossRef]
  3. E. A. Hinds, in Cavity Quantum Electrodynamics, Vol. 28 of Advances in Atomic, Molecular, and Optical Physics, P.R.Berman, ed. (Academic, 1994), Supplement 2.
  4. J. J. Childs, K. An, M. S. Otteson, R. R. Desari, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 77, 2901 (1996).
    [CrossRef]
  5. Y. Zhu, A. Lezama, T. W. Mossberg, and M. Lewenstein, Phys. Rev. Lett. 61, 1946 (1988).
    [CrossRef]
  6. M. Hennrich, A. Kuhn, and G. Rempe, Phys. Rev. Lett. 94, 053604 (2005).
    [CrossRef]
  7. K. M. Birnbaum, A. Boca, R. Miller, A. D. Boozer, T. E. Northup, and H. J. Kimble, Nature 436, 87 (2005).
    [CrossRef]
  8. H. J. Carmichael, An Open Systems Approach to Quantum Optics, Vol. 18 of Lecture Notes in Physics (Springer-Verlag, 1993).
  9. P. R. Rice and H. J. Carmichael, J. Opt. Soc. Am. B 5, 1661 (1988).
  10. J. P. Clemens, P. R. Rice, and L. M. Pedrotti, J. Opt. Soc. Am. B 21, 2025 (2004).
  11. S. Aubin, E. Gomez, L. A. Orozco, and G. D. Sprouse, Rev. Sci. Instrum. 74, 4342 (2003).
    [CrossRef]

2006 (1)

2005 (2)

M. Hennrich, A. Kuhn, and G. Rempe, Phys. Rev. Lett. 94, 053604 (2005).
[CrossRef]

K. M. Birnbaum, A. Boca, R. Miller, A. D. Boozer, T. E. Northup, and H. J. Kimble, Nature 436, 87 (2005).
[CrossRef]

2004 (1)

2003 (1)

S. Aubin, E. Gomez, L. A. Orozco, and G. D. Sprouse, Rev. Sci. Instrum. 74, 4342 (2003).
[CrossRef]

1997 (1)

J. I. Cirac, P. Zoller, H. J. Kimble, and H. Mabuchi, Phys. Rev. Lett. 78, 3221 (1997).
[CrossRef]

1996 (1)

J. J. Childs, K. An, M. S. Otteson, R. R. Desari, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 77, 2901 (1996).
[CrossRef]

1988 (2)

Y. Zhu, A. Lezama, T. W. Mossberg, and M. Lewenstein, Phys. Rev. Lett. 61, 1946 (1988).
[CrossRef]

P. R. Rice and H. J. Carmichael, J. Opt. Soc. Am. B 5, 1661 (1988).

An, K.

J. J. Childs, K. An, M. S. Otteson, R. R. Desari, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 77, 2901 (1996).
[CrossRef]

Aubin, S.

S. Aubin, E. Gomez, L. A. Orozco, and G. D. Sprouse, Rev. Sci. Instrum. 74, 4342 (2003).
[CrossRef]

Birnbaum, K. M.

K. M. Birnbaum, A. Boca, R. Miller, A. D. Boozer, T. E. Northup, and H. J. Kimble, Nature 436, 87 (2005).
[CrossRef]

Boca, A.

K. M. Birnbaum, A. Boca, R. Miller, A. D. Boozer, T. E. Northup, and H. J. Kimble, Nature 436, 87 (2005).
[CrossRef]

Boozer, A. D.

K. M. Birnbaum, A. Boca, R. Miller, A. D. Boozer, T. E. Northup, and H. J. Kimble, Nature 436, 87 (2005).
[CrossRef]

Carmichael, H. J.

P. R. Rice and H. J. Carmichael, J. Opt. Soc. Am. B 5, 1661 (1988).

H. J. Carmichael, An Open Systems Approach to Quantum Optics, Vol. 18 of Lecture Notes in Physics (Springer-Verlag, 1993).

Childs, J. J.

J. J. Childs, K. An, M. S. Otteson, R. R. Desari, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 77, 2901 (1996).
[CrossRef]

Cirac, J. I.

J. I. Cirac, P. Zoller, H. J. Kimble, and H. Mabuchi, Phys. Rev. Lett. 78, 3221 (1997).
[CrossRef]

Clemens, J. P.

Desari, R. R.

J. J. Childs, K. An, M. S. Otteson, R. R. Desari, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 77, 2901 (1996).
[CrossRef]

Feld, M. S.

J. J. Childs, K. An, M. S. Otteson, R. R. Desari, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 77, 2901 (1996).
[CrossRef]

Freimund, D. L.

Gea-Banacloche, J.

Gomez, E.

S. Aubin, E. Gomez, L. A. Orozco, and G. D. Sprouse, Rev. Sci. Instrum. 74, 4342 (2003).
[CrossRef]

Hennrich, M.

M. Hennrich, A. Kuhn, and G. Rempe, Phys. Rev. Lett. 94, 053604 (2005).
[CrossRef]

Hinds, E. A.

E. A. Hinds, in Cavity Quantum Electrodynamics, Vol. 28 of Advances in Atomic, Molecular, and Optical Physics, P.R.Berman, ed. (Academic, 1994), Supplement 2.

Kimble, H. J.

K. M. Birnbaum, A. Boca, R. Miller, A. D. Boozer, T. E. Northup, and H. J. Kimble, Nature 436, 87 (2005).
[CrossRef]

J. I. Cirac, P. Zoller, H. J. Kimble, and H. Mabuchi, Phys. Rev. Lett. 78, 3221 (1997).
[CrossRef]

Kuhn, A.

M. Hennrich, A. Kuhn, and G. Rempe, Phys. Rev. Lett. 94, 053604 (2005).
[CrossRef]

Lewenstein, M.

Y. Zhu, A. Lezama, T. W. Mossberg, and M. Lewenstein, Phys. Rev. Lett. 61, 1946 (1988).
[CrossRef]

Lezama, A.

Y. Zhu, A. Lezama, T. W. Mossberg, and M. Lewenstein, Phys. Rev. Lett. 61, 1946 (1988).
[CrossRef]

Mabuchi, H.

J. I. Cirac, P. Zoller, H. J. Kimble, and H. Mabuchi, Phys. Rev. Lett. 78, 3221 (1997).
[CrossRef]

Miller, R.

K. M. Birnbaum, A. Boca, R. Miller, A. D. Boozer, T. E. Northup, and H. J. Kimble, Nature 436, 87 (2005).
[CrossRef]

Mossberg, T. W.

Y. Zhu, A. Lezama, T. W. Mossberg, and M. Lewenstein, Phys. Rev. Lett. 61, 1946 (1988).
[CrossRef]

Northup, T. E.

K. M. Birnbaum, A. Boca, R. Miller, A. D. Boozer, T. E. Northup, and H. J. Kimble, Nature 436, 87 (2005).
[CrossRef]

Orozco, L. A.

P. R. Rice, J. Gea-Banacloche, M. L. Terraciano, D. L. Freimund, and L. A. Orozco, Opt. Express 14, 4514 (2006).
[CrossRef]

S. Aubin, E. Gomez, L. A. Orozco, and G. D. Sprouse, Rev. Sci. Instrum. 74, 4342 (2003).
[CrossRef]

Otteson, M. S.

J. J. Childs, K. An, M. S. Otteson, R. R. Desari, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 77, 2901 (1996).
[CrossRef]

Pedrotti, L. M.

Rempe, G.

M. Hennrich, A. Kuhn, and G. Rempe, Phys. Rev. Lett. 94, 053604 (2005).
[CrossRef]

Rice, P. R.

Sprouse, G. D.

S. Aubin, E. Gomez, L. A. Orozco, and G. D. Sprouse, Rev. Sci. Instrum. 74, 4342 (2003).
[CrossRef]

Terraciano, M. L.

Zhu, Y.

Y. Zhu, A. Lezama, T. W. Mossberg, and M. Lewenstein, Phys. Rev. Lett. 61, 1946 (1988).
[CrossRef]

Zoller, P.

J. I. Cirac, P. Zoller, H. J. Kimble, and H. Mabuchi, Phys. Rev. Lett. 78, 3221 (1997).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. B (2)

Nature (1)

K. M. Birnbaum, A. Boca, R. Miller, A. D. Boozer, T. E. Northup, and H. J. Kimble, Nature 436, 87 (2005).
[CrossRef]

Opt. Express (1)

Phys. Rev. Lett. (4)

J. I. Cirac, P. Zoller, H. J. Kimble, and H. Mabuchi, Phys. Rev. Lett. 78, 3221 (1997).
[CrossRef]

J. J. Childs, K. An, M. S. Otteson, R. R. Desari, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 77, 2901 (1996).
[CrossRef]

Y. Zhu, A. Lezama, T. W. Mossberg, and M. Lewenstein, Phys. Rev. Lett. 61, 1946 (1988).
[CrossRef]

M. Hennrich, A. Kuhn, and G. Rempe, Phys. Rev. Lett. 94, 053604 (2005).
[CrossRef]

Rev. Sci. Instrum. (1)

S. Aubin, E. Gomez, L. A. Orozco, and G. D. Sprouse, Rev. Sci. Instrum. 74, 4342 (2003).
[CrossRef]

Other (2)

H. J. Carmichael, An Open Systems Approach to Quantum Optics, Vol. 18 of Lecture Notes in Physics (Springer-Verlag, 1993).

E. A. Hinds, in Cavity Quantum Electrodynamics, Vol. 28 of Advances in Atomic, Molecular, and Optical Physics, P.R.Berman, ed. (Academic, 1994), Supplement 2.

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Metrics