Особенности фарадеевского вращения в парах атомов Cs при использовании ячейки с толщиной меньше длины волны света

Исследованы особенности эффекта фарадеевского вращения (вращение плоскости поляризации излучения в магнитном поле) в парах атомов Cs линии $D_1$ при использовании наноячейки (НЯ) с толщиной $L$, варьируемой в интервале $80$–$900$ нм. Ключевым параметром является отношение $L/\lambda$, где $\lambda =895$ нм — длина волны резонансного с $D_1$ лазерного излучения. Сравнение параметров для двух выделенных толщин, $L=\lambda$ и $\lambda /2$, показало необычное поведение сигнала фарадеевского вращения (ФВ): при $L=\lambda/2=448\,$нм спектр сигнала ФВ в несколько раз уже спектра сигнала при $L=\lambda$, в то время как его амплитуда примерно в $3$ раза больше. Эти различия становятся более драматичными при увеличении мощности лазера: в то время, как амплитуда сигнала ФВ при $L=\lambda /2$ возрастает, амплитуда сигнала при $L=\lambda$ практически стремится к нулю. Такого рода зависимости от $L$ отсутствуют в ячейках сантиметровой длины. Они присущи только НЯ. Несмотря на малую толщину, $L=448\,$нм, сигнал ФВ уверенно регистрируется при магнитых полях ${\geq}\,0.4\,$Гс, что обусловливает его практические применения. При толщинах $L<150\,$нм сигнал ФВ демонстрирует “красное смещение”, что является проявлением эффекта Ван-дер-Ваальса. Разработанная теоретическая модель хорошо описывает эксперимент.