Interferometric Differential High-Frequency Lock-In Probe for Laser-Induced Vacuum Birefringence
提出一种利用飞秒光学增强腔和独立控制脉冲的干涉差分高频锁相测量方法，有效抑制了腔双折射系统效应，并具有节省激光功率和装置简单的优势。
2025-04-29 hep-ph physics.optics quant-ph
High-birefringence direct UV-written waveguides for heralded single-photon sources at telecommunication wavelengths
直接UV写入波导在硅基二氧化硅中制造，双折射率为$(4.9 \pm 0.2) \times 10^{-4}$，远大于先前在该平台中报道的。我们表明，这些波导是适合于产生预示单光子在电信波长的自发四波混频。在1060 nm处的脉冲泵浦场在1550 nm和800 nm附近以高度失谐、光谱不相关的模式产生光子对。波导到光纤的耦合效率为78-91%，实现了所有领域。使用火焰水解沉积工艺通过$\mathrm{GeCl_4}$和$\mathrm{BCl_3}$的掺杂剂浓度来控制波导双折射。该技术为光子量子实验提供了硅基硅集成组件的可扩展性。
2018-05-30 physics.app-ph physics.optics quant-ph
First results from the new PVLAS apparatus: a new limit on vacuum magnetic birefringence
几个小组正在进行实验，以观察和测量量子电动力学（QED）预测的真空磁双折射。我们已经开始运行安装在意大利费拉拉的新PVLAS设备，并且已经测量了真空$Δn_u^{\rm (vac)}= (4\pm 20) \times 10^{-23}$ T $^{-2}$的单位场磁双折射的噪声基底值（误差表示1 $σ$偏差）。这种测量是兼容的零，因此代表了一个新的限制真空磁双折射来自非线性电动力学。这一结果将首次测量QED预测的$Δn_u^{\rm (vac,QED)}$值所需克服的差距缩小到50倍：$Δn_u^{\rm (vac,QED)}= 4\times 10^{-24}$~T $^{-2}$。这些双折射测量也产生了改进的模型无关的界限上的耦合常数的轴子状粒子的两个光子，质量大于1毫电子伏，随着一个因素两个改进的分数电荷限制的毫荷电粒子（费米子和标量），包括中微子。
2014-09-15 physics.optics quant-ph
The PVLAS experiment: a 25 year effort to measure vacuum magnetic birefringence
本文介绍了用PVLAS实验测量真空磁双折射和二向色性的25年努力。该实验经历了两个主要阶段：第一阶段使用旋转超导磁体，第二阶段使用两个旋转永磁体。实验未能达到QED的预测值。尽管如此，该实验为$B_{\rm ext} = 2.5$ T的场，即$Δn^{\rm (PVLAS)} = (12\pm17)\times10^{-23}$和$|Δκ|^{\rm (PVLAS)} = (10\pm28)\times10^{-23}$，设定了当前真空磁双折射和二向色性的最佳极限。$Δn^{\rm (PVLAS)}$的不确定性约为2.5 T时$Δn^{\rm (QED)} = 2.5\times10^{-23}$预测值的7倍。
2020-05-26 hep-ex physics.optics
Tunable Birefringence in Silica Mediated Magnetic Fluid
本研究报告的磁性和光学性质的二氧化硅介导的月桂酸稳定的磁流体。研究了SiO2悬浮液浓度、磁流体饱和磁化强度（MS）分别为0.5099kA/m（FN 30）和1.2855kA/m（F30）时，磁流体的可调谐双折射率（Δn）等性质的变化规律。研究表明，Δn抑制FN 30中二氧化硅的加入，而增强F30中二氧化硅的加入（达到临界浓度）。在FN 30基流体中观察到的磁场诱导链长、粗且分散，而在F30基流体中观察到的是短、细且密集的链。磁场诱导的组装和磁参数与Δn的结果相关。粒度分析表明加入二氧化硅纳米颗粒后粒度增加。热重分析证实了二氧化硅纳米颗粒和月桂酸包覆的磁铁矿颗粒的直接相互作用。这是第一次报道二氧化硅-磁铁矿磁流体的直接相互作用，以及其对可调谐双折射和其他性质的后续影响。
2019-10-21 physics.app-ph physics.optics
Noise characterization for resonantly-enhanced polarimetric vacuum magnetic-birefringence experiments
在这项工作中，我们提出的数据表征的灵敏度的Biréfrancial Magnetique杜Vide（BMV）仪器。BMV是一种测量真空磁双折射的实验，它是通过测量线偏振激光场在外加磁场作用下通过真空双折射区时产生的椭圆率来实现的。激光噪声的相关测量与主检测通道中的测量一起允许我们将测量的感测噪声与设备的固有双折射噪声分离。为此，我们对腔增强偏振测量实验的不同传感噪声源进行建模，如BMV。我们的目标是确定噪声的主要来源，澄清这种设备的限制因素。我们发现我们的噪声模型是兼容的BMV的测量灵敏度。在这种情况下，我们比较的相位灵敏度的分离臂干涉仪的偏振仪器的讨论，目前和未来的VMB测量。
2017-12-04 physics.ins-det physics.optics
A laser heterodyne polarimeter for birefringence measurement
本文介绍了一种用于精确测量亚$μ\mathrm{rad}$微分相移的激光外差偏振仪。该偏振计将用于DESY未来潜在的真空磁双折射实验的初始测试平台。该实验将使用212米长的ALPS磁绳。真空磁双折射信号在被感测之前将在高精细度光学腔内被放大。本文介绍了旋光仪、初步结果和在实现真空双折射实验之前仍需最小化的系统误差源。
2019-05-15 physics.ins-det physics.optics
Towards a direct measurement of vacuum magnetic birefringence: PVLAS achievements
真空中的非线性效应已经被预测，但从未直接观察到。长期以来，PVLAS合作一直致力于通过测量真空磁双折射来检测这种效应的设备。不幸的是，从一开始，灵敏度就受到未知噪音和系统学的影响。一种新的小型原型椭偏仪已被设计和意大利费拉拉大学物理系的特点，完全安装在一个单一的地震隔离光具座。在精细度F = 414000、腔长L = 0.5 m的情况下，假设椭圆中心输出端的激光功率P = 24 mW，我们可以得到预测的灵敏度psi = 2x 10 ^-8 1/sqrt（Hz）。这一记录的结果证明了达到这样的灵敏度的可行性，并开辟了一条道路，设计一个专用的设备，首次检测真空磁双折射。
2009-07-15 physics.gen-ph physics.optics
Vacuum birefringence in the field of a current loop and a guided electromagnetic wave
本文从理论上考虑了激光驱动电容线圈发生器产生的磁场和无线电波导中的电磁波场中的真空双折射效应。计算了线偏振激光束在所考虑的场结构中传播的椭圆率。所得到的结果进行了比较的PVLAS实验，其目的是观察磁真空双折射实验的效果的参数。
2018-11-23 hep-ph physics.optics
Circular and linear magnetic birefringences in xenon at $λ= 1064$ nm
分别对应于法拉第效应和Cotton-Mouton效应的圆磁双折射和线磁双折射已在氙中在$λ= 1064$ nm处测量。实验装置是基于时间相关的磁场和高精细法布里-珀罗腔。我们的法拉第效应值是在这个波长下的第一次测量。它与理论预测相比较。当考虑相对论效应时，我们百分之几的不确定性与计算估计值在优于1 $σ$处产生一致性。关于Cotton-Mouton效应，我们的测量，第二次发表在$λ= 1064$ nm，同意在更好的$1σ$与理论预测。我们还比较了我们的误差预算与其他实验发表的值。
2015-03-05 physics.atom-ph physics.optics
Polarimetry for measuring the vacuum magnetic birefringence with quasi-static fields: a systematics study for the VMB@CERN experiment
本文对基于旋转半波片的偏振法测量真空磁双折射进行了系统的实验研究。与磁光效应相同频率的系统效应的存在抑制了严格恒定磁场的使用。我们对此进行了系统的分析，讨论了它的起源，并提出了一个可行的解决方案。
2022-01-13 hep-ex physics.optics quant-ph
The PVLAS experiment: measuring vacuum magnetic birefringence and dichroism with a birefringent Fabry-Perot cavity
真空磁双折射在很久以前就被预测到了，但仍然缺乏直接的实验证实。几项实验努力正在努力实现这一目标，一系列结果有望在未来几年内取得成功。这种测量通常伴随着对耦合到两个光子的假想光粒子的搜索。PVLAS实验采用基于高精细度法布里-珀罗腔的灵敏偏振计。在本文中，我们报告了该实验的最新实验结果。考虑到腔的介质镜的固有双折射的数据进行了分析。除了真空磁双折射的限制，测量还允许模型无关的排除新的区域中的参数空间的轴子和毫荷电粒子。特别是，这些最后的限制也适用于所有类型的中微子，导致其电荷的实验室限制。
2015-10-27 hep-ex physics.optics quant-ph
Intrinsic mirror noise in Fabry-Perot based polarimeters: the case for the measurement of vacuum magnetic birefringence
虽然实验工作已经活跃了大约30年，真空磁双折射的直接实验室观察，由于真空波动的影响，仍然需要确认。实际上，真空的预测双折射率为$Δn = 4.0\times 10^{-24}$ ~T。当设计能够检测这种小双折射的偏振计时，关键因素之一是磁场内的长光程长度和时间依赖效应。为了延长磁场内的光路，通常使用具有从${\cal F} \approx 10^4$到${\cal F} \approx7\times 10^5$范围的精细度的法布里-珀罗光学腔。有趣的是，很难达到这种偏振计的预测散粒噪声极限。我们已经测量了椭圆率和旋转噪声以及作为PVLAS偏振计的腔的精细度的函数的Cotton-Mouton和法拉第效应。观察结果与腔镜产生双折射占主导地位的噪声的想法是一致的，其椭圆率被腔本身放大。在$10\;$ Hz处的光程差灵敏度为$S_{Δ{\cal D}}=6\times 10^{-19}\;$ m $/\sqrt{\rm Hz}$，我们认为该值与反射镜涂层中的固有热噪声一致。
2018-05-08 hep-ex physics.ins-det physics.optics
Aspects of wave propagation in a nonlinear medium: birefringence and the second-order magnetoelectric coefficients
磁电材料具有表现出由磁场引起的极化或由电场引起的磁化的有趣性质。因此，可以通过可控的外部场产生多种效果。本文重新讨论了非色散区非线性光学材料中光线的相速度及其相应的偏振矢量的推导方法，并用于研究一类二阶磁电介质中的波传播。特别是，双折射效应的理论研究，它表明，它可以被用来作为一种工具，以获得大部分的二阶磁电系数$β_{ijk}$的材料具有各向同性的线性扇区。估计的效果。本文还讨论了具有自然光轴的非线性材料的一些光学性质。
2022-02-28 physics.optics
Giant magneto-birefringence effect and tuneable colouration of 2D crystals' suspensions
通过光-物质相互作用操纵光的长期追求的目标之一是实现磁场可调谐着色，即所谓的磁致变色效应，由于其非接触和非侵入性，其在光学，生物化学和医学应用方面具有很大的前景。这一目标可以通过磁场控制的双折射来实现，其中颜色是由透射偏振光的相位延迟分量之间的干涉产生的。到目前为止，已经使用电场、材料手性和机械应变证明了双折射可调着色，但是由于透明介质的弱磁光响应或磁响应介质（例如铁磁流体）对可见光的低透射率，磁场控制仍然是难以捉摸的。在这里，我们展示了磁性可调着色的水悬浮液的二维钴掺杂的氧化钛表现出极大的磁双折射效应。悬浮液的颜色可以通过低于0.8 T的中等磁场在可见光范围内在两个以上波长周期内调谐。我们发现，这种巨大的磁色响应是由于偏振光的相位延迟特别大（>3 π），而这又是大的Cotton-Mouton系数（比已知的液晶大三个数量级）、相对高的饱和双折射率（Δ n = 2 x 10^-4）和我们的悬浮液对可见光的高透明度的综合结果。这项工作开辟了一条新的途径，通过工程磁双折射实现可调着色，并可以很容易地扩展到其他磁性2D纳米晶体。所展示的效应可用于各种磁光应用，包括磁场传感器、波长可调谐光学滤波器和透视印刷。
2020-07-18 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
A method to measure vacuum birefringence at FCC-ee
众所周知，海森伯-欧拉-施温格有效拉格朗日量预言了具有强静态电磁场的真空变成双折射。我们提出了一个计划，可以在计划中的FCC-ee，测量产生的QED校正电动力学真空双折射的非线性效应。我们的方案采用了脉冲激光器，以创建康普顿背散射光子的高能电子束，与FCC-ee作为一个特别有趣的例子。这些光子将通过一个强的静态磁场，这改变了辐射的偏振状态-一种与光子能量成正比的效应。这种变化将通过使用对齐的单晶来测量，其中可以实现对生产横截面的大差异。在所提出的实验装置中，双折射效应引起在分析晶体中产生的对的数量的差异，这源于初始激光具有变化的偏振状态的事实，其通过旋转四分之一波片实现。真空双折射效应的证据将被视为对生产率信号的傅里叶变换谱中的明显峰值。这种信号可以在仅几个小时的测量中显著高于背景，特别是在高能量下。
2016-05-10 hep-ex physics.optics
Characterization of the Vacuum Birefringence Polarimeter at BMV: Dynamical Cavity Mirror Birefringence
本文介绍了BMV实验中旋光仪光学特性的研究现状和展望。BMV是一个极化搜索的QED预测的各向异性的真空中存在的外部电磁场。在该基本测试中面临的主要挑战是测量每次通过具有振幅和长度${B^{2}L=100\,\mathrm{T}^{2}\mathrm{m}}$的磁场时在线性偏振激光场中引起的${10^{-15}}$量级的偏振椭圆率。通过了解精密腔增强偏振测量中的噪声源来解决这一挑战。在本文中，我们讨论了第一次调查的动态双折射的信号增强腔作为腔镜运动的结果。
2019-01-05 physics.ins-det physics.optics
Birefringence-mediated enhancement of the magneto-optical activity in anisotropic magnetic crystals
光学各向异性通常被视为磁光测量的不利条件，因为它是已知的减少法拉第旋转的情况下的各向同性介质。在这里，我们表明，情况可能是完全相反的：双折射介导的磁光活性的增强的现象出现，如果入射光的偏振和入射角设置适当。本研究依赖于硼酸铁$\mathrm{FeBO_3}$晶体的实验，分析和数值研究。我们证明了磁光活性的显着增加，导致近$100\%$磁光光调制幅度。该方法适用于其他类型的双折射晶体的磁光响应，使其成为各种实际应用，包括磁光显微镜，泵浦探测研究等至关重要。
2022-02-07 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
The BMV experiment : a novel apparatus to study the propagation of light in a transverse magnetic field
在本文中，我们详细描述了BMV（Biréfrancial Magnétique du Vide）实验，一种新的装置，研究光在横向磁场中的传播。它是基于一个非常高的精细法布里-珀罗腔和脉冲磁铁专门为此目的而设计的。我们证明了我们的技术选择，我们提出了当前的状态和前景。
2007-10-09 hep-ex physics.optics
Transformation of vector modes by the Faraday effect in strong magnetic fields
School of Physics and Astronomy, University of Glasgow（格拉斯哥大学物理与天文学院）；Department of Physics, University of Durham（杜伦大学物理系）
研究铷蒸汽在超精细帕邢 - 巴克区域的旋光性效应，以方位角偏振输入光束为例，揭示低原子密度下圆双折射主导，高蒸汽温度时二色性更重要，其导致偏振取向和椭圆率复杂变化。
2026-07-17 physics.atom-ph physics.optics
