|
Пространственно-временная динамика двух коротких лазерных импульсов в условиях электромагнитно индуцированной прозрачности с учетом различия постоянных распространения Красноярский государственный университет Научный руководитель: Архипкин Василий Григорьевич, д.ф.-м.н. Электромагнитно-индуцированная прозрачность описывает явление, при котором среда, поглощающая пробное излучение на резонансном переходе, становится прозрачной, когда одновременно на смежном переходе прикладывается управляющее поле. В резонансной трехуровневой среде такой процесс переводит атомы в состояние плененной населенности. Оно интересно не только своим фундаментальным характером, но и разнообразными приложениями в квантовой и нелинейной оптике, лазерной физике и спектроскопии. Это явление наблюдалось как для непрерывных, так и для импульсных лазерных полей (согласованные импульсы; адиабатоны [1]). Описание динамики упрощается в случае коротких импульсов, когда релаксацией атомных состояний можно пренебречь. Доплеровское уширение также практически не сказывается [2]. Простое аналитическое решение имеется в случае адиабатического следования состояния атома за изменением полей, при равных постоянных распространения [3]. Однако критерий адиабатичности может нарушаться как на границе среды, так и на определенной глубине. Подробного изучения требуют и сам критерий, и эволюция импульсов в случае его нарушения. Пусть электромагнитное поле двух резонансных частот короткими импульсами в виде плоских волн одинаковой линейной поляризации падает на газообразную среду (рис. 1,а). Поле с частотой Раби  ? управляющее (длиннее) (рис. 1,б). Среда состоит из трехуровневых атомов  -конфигурации (рис. 1,в).
Рис. 1 Задача удовлетворяет уравнению Шредингера на амплитуды вероятности (в резонансном приближении) и укороченным волновым уравнениям для частот Раби:
Здесь крестик означает векторное произведение, звездочка ? комплексное сопряжение; ? глубина среды;  ? локальное время на некоторой глубине среды, ;  и  ? вектора амплитуд вероятности и частот Раби; матрица  умножает на постоянные распространения  .
При адиабатическом следовании существует приближенное решение
где  от первого орта;  ? скорость вращения ;  ;  ? эффективный коэффициент распространения. Угол  сохраняется вдоль характеристик  , начальные значения характеристики имеют индекс 0.
Условием адиабатичности принято считать малость населенности промежуточного состояния
В работе исследован эффект КПН с учетом распространения взаимодействующих импульсов в оптически плотной трехуровневой среде с Список литературы: [1] Harris S.E. Physics Today. №7, p.36 (1997); Harris S.E. Phys.Rev.Lett., 70, p.552 (1993); Grobe R., Hioe F.T., Eberly J.H. Phys.Rev.Lett., 73, p.3183 (1994);[2] Mazets I.E., Phys.Rev.A, 54, №4, p.3539 (1996). [3] Архипкин В.Г., Тимофеев И.В., Квантовая электроника, 30,№2 (2000); |
, 
.
, 
,
. На глубине 
среды это условие определяется как:
.
-конфигурацией атомных уровней для случая различных постоянных распространения пробного и управляющего импульсов. Дано аналитическое решение в адиабатическом пределе и критерий его применимости. Выделено два механизма нарушения критерия. Объяснено поведение системы в случае нарушения критерия. Проведен сравнительный численный и аналитический расчет ситуаций с различным соотношением постоянных распространения. Утверждается, что наиболее эффективное наведение максимальной атомной когерентности возможно, если управляющий импульс взаимодействует с соответствующим переходом несколько интенсивнее, чем пробный. Это может быть использовано при четырехволновом смешении частот. Даны количественные выражения для характерных размеров среды. Для численного моделирования широкого круга задач разработан пакет программ, включающий разнообразные методы расчета и средства исследования результатов.| (c) АСФ России, 2001 |