중성 원자 기반 편집하기 (부분)

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==== 레이저 광원의 제어 ====
레이저 기술의 발전은 원자 물리 연구에 아주 중요한 요소이다. 새로운 파장의 레이저, 보다 강한, 레이저, 보다 정밀한 레이저 등의 발명은 이전에는 접근하기 어려웠던 원자의 전이선을 탐구하고, 다른 연구에 응용할 수 있게 해준다. 예를 들면, 수 Hz 수준의 선폭을 가진 레이저를 통해 알칼리 토금속의 금지된 (하지만 완전히 금지되지 않은) 전이선을 탐구하고, 이를 원자 냉각, 원자 시계 등에 응용한다.

중성 원자의 실험에서는 다양한 방법으로 레이저를 제어한다. 광펌핑 (optical pumping) 등의 정교한 과정에서는 레이저의 모든 자유도(주파수 및 위상, 세기, 편광, 공간 모드)를 제어하는 것이 중요하다. 다음은 주로 사용하는 소자이다.

* 광 음향 변조기 (Acousto-optic modulator). 흔히 AOM 이라고 부르며, 레이저의 주파수와 세기를 동시에 빠른 (~ 1 μs) 속도로 제어할 수 있다. 투명한 결정질의 매질에 압전소자 (piezo electric material)을 이용하여 라디오 주파수 대역(30 MHz ~ 300 MHz)의 음파를 만들면, 레이저가 해당 주파수의 포논을 흡수하거나 유도방출하여 주파수가 바뀐 빛이 회절된다. 인가하는 라디오 주파수 신호의 주파수나 포락선(envelope) 등을 변조하여 여러 가지 방식의 제어가 가능하여 양자 시뮬레이션에 활용하는 레이저를 제어하기 위해 자주 사용된다. 
* 광 전기 변조기 (Electro-optic modulator). 흔히 EOM이라고 부른다. 전기장의 크기에 따라 굴절률이 변하는 매질에 신호를 가하면 소자에 걸린 전기장의 세기에 따라 투과하는 레이저의 위상이 바뀐다. 이를 이용하여 옆띠(side band)를 생성하거나, 편광을 순간적으로 바꾸어 편광판과 함께 짧은 펄스를 만들기도 한다. AOM에 비해 빠른 신호(>GHz)를 인가할 수 있다는 장점이 있다. 
* 공간 변조기 (spatial light modulator). 줄여서 SLM이라고도 부른다. 레이저의 공간 모드를 바꾸기 위해 주로 사용된다. 액정을 이용한 소자, MEMS공정을 이용한 Digital micro mirror device 등이 있다. 이를 활용하면 회절 한계 내에서 컴퓨터로 생성할 수 있는 임의의 퍼텐셜을 원자에 가할 수 있어 다양한 용도로 활용할 수 있다.
* 편광 빔 스플리터, 파장판 등의 편광 조절 장치. 복굴절을 이용한 편광 조절을 할 수 있는 소자들을 이용해 빛의 편광 모드를 제어한다.

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