Селективное отражениe от ячейки с парами Rb толщиной в пол- и четверть длины волны света: особенности и возможности применения

Исследованы особенности эффекта селективного отражения (СО) от нано-ячейки с парами рубидия толщиной $L \approx \lambda/2$ и $L \approx \lambda/4$, где $\lambda = 795 $ нм – длина волны лазерного излучения, резонансного с D$_1$ линией Rb. Показано, что вследствие поведения нано-ячейки как низкодобротного эталона Фабри–Перо, при изменении толщины вблизи $L \approx \lambda/2$ происходит изменение знака производной спектра СО с отрицательной при $L > \lambda/2$ на положительную при $L < \lambda/2$. Простота экспериментальной реализации, большая амплитуда и субдоплеровская ширина ($40$ МГц) регистрируемого сигнала на частоте атомного перехода удобны для приложений в метрологии и магнитометрии. В частности, СО от нано-ячейки является удобным частотным маркером атомных переходов, при этом амплитуды пиков пропорциональны вероятностям переходов; на основе расщепления пиков СО в сильном магнитном поле (вплоть до $3$ кГс) возможно проведение дистанционного оптического мониторинга магнитного поля с пространственным разрешением $L = \lambda/4 \approx200\,$нм. Теоретическая модель хорошо описывает полученные экспериментальные результаты.