Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Log inSign up
Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Blog
Job Board
Q3AS

© 2026 Aqora Quantum S.A.S.

TermsPrivacyLegal Notice

Нестационарный энергообмен между встречными волнами и сужение спектра генерации лазера к линии поглощения резонансной среды в резонаторе

А. И. Урбанович, Polina Apanasevich, А.А. Афанасьев

Published Jan 1, 1982• 0 citations
OpenAlex

Abstract

Рассмотрено нестационарное воздействие мощной световой волны на пропускание слабой встречной волны той же частоты резонансной поглощающей средой с однородно-уширенной линией. Показано, что при интенсивности мощной волны, превышающей в 3,6 раз интенсивность насыщения перехода, может происходить усиление слабой волны, обусловленное передачей энергии от сильной волны вследствие дифракции излучения назад на светоиндуцированных нестационарных решетках коэффициента поглощения и показателя преломления резонансной среды. Такой обмен энергией между встречными волнами может быть одной из причин эффекта захвата частоты генерации широкополосного лазера в область поглощения резонансной среды, вносимой в резонатор.

Related papers

Одноатомный лазер, работающий в режиме сильной связи и низкодобротного резонатора

Ларионов Николай Владимирович, К. А. Баранцев, Попов Евгений Николаевич

Численно исследованы эволюция и стационарный режим работы одно-атомного лазера с некогерентной накачкой в условиях сильной связи и низкодобротного резонатора. В режиме беспороговой генерации проведено сравнение полученных численных результатов с соответствующими экспериментальными. Проанализированы зависимости амплитуды и частоты релаксационных колебаний от величины некогерентной накачки. Установлено, что величина накачки оказывает существенное влияние на амплитуду этих колебаний и практически не влияет на их частоту. Обсуждается возможность уменьшения шумов лазера посредством увеличения числа атомов в резонаторе.

•Jan 1, 2018•1 citation

О сужении внутридопплеровских резонансов насыщенного поглощения в многослойных газовых ячейках

А.Ч. Измайлов

Теоретически исследованы нетривиальные особенности внутридопплеровских резонансов насыщенного поглощения в многослойной ячейке с разреженной газовой средой, которая является компактным аналогом большого числа плоскопараллельных атомных пучков. Рассмотрены пространственно разделенные насыщающий и пробный монохроматические лазерные пучки (с одинаковой частотой), распространяющиеся в одинаковом или встречном направлениях в такой ячейке. Воздействие насыщающего светового излучения на пробный пучок в данной ситуации обусловлено пролетом между ними оптически накачанных атомов, продольные компоненты скорости которых претерпевают селекцию вследствие специфической геометрии многослойной ячейки. Эта селекция приводит к сужению внутридопплеровского резонанса в поглощении пробного пучка и уменьшает различие в структуре данного резонанса между случаями встречного и однонаправленного насыщающего излучения. Установлено, что в рассматриваемой многослойной ячейке эффективная ширина такого внутридопплеровского резонанса может быть меньше (примерно в полтора раза) предельно малой характерной ширины известного “лэмбовского провала” в спектроскопии насыщенного поглощения в стандартной газовой ячейке. Полученные результаты могут быть использованы в атомной спектроскопии сверхвысокого разрешения, а также для стабилизации лазерной частоты.

Оптика и спектроскопия•Jan 1, 2014•0 citations

Временная зависимость поглощения энергии коротких электромагнитных импульсов на неоднородно уширенном радиационном переходе

Валерий Александрович Астапенко, S. Yu. Svita

В рамках справедливости теории возмущений получено и исследовано аналитическое выражение для поглощенной энергии электромагнитного импульса с гауссовской огибающей при возбуждении неоднородно уширенного перехода. Проанализирована зависимость поглощенной энергии от длительности импульса и относительной отстройки его несущей частоты от центральной частоты перехода. Определена область значений параметров задачи, в которой наиболее выражена нелинейность рассматриваемой зависимости.

•Jan 1, 2014•0 citations

Квантовая адиабатическая теорема с регуляризацией энергетической щели

Nikolay Borisovich Ilin

Динамика нестационарной квантовой системы, гамильтониан которой явно зависит от времени, называется адиабатической, если ее состояние, совпадающее с собственным состоянием гамильтониана в начальный момент времени, остается близко к этому собственному состоянию в течение всей эволюции. При этом степень такой близости зависит от малости параметра, определяющего скорость изменения гамильтониана. Обычно считается, что один из факторов, играющих решающую роль для стабильности адиабатической динамики, - это структура спектра гамильтониана. Как утверждает квантовая адиабатическая теорема в своей обычной формулировке, отклонение от адиабатической эволюции можно оценить сверху отношением скорости изменения гамильтониана к минимальному расстоянию между энергией состояния, которое аппроксимирует адиабатическую динамику, и остальным спектром гамильтониана. Проводится анализ этой зависимости. Доказаны теоремы, показывающие, что на эффективность адиабатической аппроксимации больше влияет скорость изменения собственных векторов гамильтониана, чем динамика спектра. В подавляющем большинстве физически осмысленных случаев оказывается, что если мы можем контролировать динамику собственных векторов, то этого достаточно для обеспечения адиабатичности вне зависимости от динамики спектра как таковой.

Теоретическая и математическая физика•Mar 28, 2022•0 citations

Световые сдвиги резонансов когерентного пленения населенностей в периодически-модулированном лазерном излучении

V. I. Yudin

В рамках фурье-анализа были исследованы световые сдвиги резонансов когерентного пленения населенностей в периодически модулированном лазерном поле, когда частота модуляции варьируется вблизи дробной частоты сверхтонкого расщепления в основном состоянии атомов Δ/ (где = 1, 2, 3, ...). Такой тип модуляции обычно имеет место в малогабаритных часах с полупроводниковым лазером, когда ток инжекции гармонически модулирован на частоте , либо при использовании электрооптического или акустооптического модулятора. При этом формируется полихроматическое эквидистантное излучение, в котором имеются только две частотные компоненты, наиболее резонансные рабочим оптическим переходам в атоме, в то время как все остальные частотные компоненты являются относительно нерезонансными. На основе точных численных расчетов мы показали, что широко распространенная точка зрения, согласно которой сдвиг резонанса когерентного пленения населенностей определяется обычным квадратичным штарковским сдвигом нижних атомных уровней, является, в общем случае, существенно некорректной. Это обусловлено тем, что в общем случае дополнительный вклад в световой сдвиг резонанса когерентного пленения населенностей, обусловленный биениями (на частоте Δ) между различными нерезонансными частотными компонентами, может быть сопоставим (или даже доминировать) по отношению к величине стандартного штарковского сдвига. Более того, эти биения являются фазовочувствительными. Поэтому даже наличие детальной информации о спектральном составе модулированного излучения (например, с помощью спектр-анализатора) не является достаточным для определения светового сдвига резонанса когерентного пленения населенностей.

ZhETF Pisma Redaktsiiu•Jan 1, 2025•0 citations

Двухфотонный механизм возбуждения экситонных состояний в криокристаллах благородных газов

Dmitrii A. Myzin, P.V. Borisuk, K.L. Gubskij +9 more

Представлены результаты эксперимента по двухфотонному возбуждению экситонных состояний в криокристаллах криптона пятой гармоникой лазерного излучения на длине волны 209 нм. Показано, что двухфотонный механизм возбуждения позволяет получить концентрацию свободных экситонов с энергией возбуждения около 8.4 эВ на уровне 10 см при интенсивности излучения в фокусе ≈ 10 Вт/см. Наблюдаемая широкая линия фотолюминисценции, возникающая при релаксации возбужденных экситонных состояний, покрывает низкоэнергетический изомерный ядерный переход 3/2 (8.4 эВ) → 5/2 (0.0) в Th. Приведены аналитические оценки, показывающие, что двухфотонная лазерная генерация экситонных состояний в кристаллах благородных газов может быть использована как новая методика возбуждения ядерного изомерного состояния тория при интенсивности накачки около 10 Вт/см.

ZhETF Pisma Redaktsiiu•Jan 1, 2025•0 citations
Рассмотрено нестационарное воздействие мощной световой волны на пропускание слабой встречной волны той же частоты резонансной поглощающей средой с однородно-уширенной линией. Показано, что при интенсивности мощной волны, превышающей в 3,6 раз интенсивность насыщения перехода, может происходить усиление слабой волны, обусловленное передачей энергии от сильной волны вследствие дифракции излучения назад на светоиндуцированных нестационарных решетках коэффициента поглощения и показателя преломления резонансной среды. Такой обмен энергией между встречными волнами может быть одной из причин эффекта захвата частоты генерации широкополосного лазера в область поглощения резонансной среды, вносимой в резонатор.
Численно исследованы эволюция и стационарный режим работы одно-атомного лазера с некогерентной накачкой в условиях сильной связи и низкодобротного резонатора. В режиме беспороговой генерации проведено сравнение полученных численных результатов с соответствующими экспериментальными. Проанализированы зависимости амплитуды и частоты релаксационных колебаний от величины некогерентной накачки. Установлено, что величина накачки оказывает существенное влияние на амплитуду этих колебаний и практически не влияет на их частоту. Обсуждается возможность уменьшения шумов лазера посредством увеличения числа атомов в резонаторе.
Теоретически исследованы нетривиальные особенности внутридопплеровских резонансов насыщенного поглощения в многослойной ячейке с разреженной газовой средой, которая является компактным аналогом большого числа плоскопараллельных атомных пучков. Рассмотрены пространственно разделенные насыщающий и пробный монохроматические лазерные пучки (с одинаковой частотой), распространяющиеся в одинаковом или встречном направлениях в такой ячейке. Воздействие насыщающего светового излучения на пробный пучок в данной ситуации обусловлено пролетом между ними оптически накачанных атомов, продольные компоненты скорости которых претерпевают селекцию вследствие специфической геометрии многослойной ячейки. Эта селекция приводит к сужению внутридопплеровского резонанса в поглощении пробного пучка и уменьшает различие в структуре данного резонанса между случаями встречного и однонаправленного насыщающего излучения. Установлено, что в рассматриваемой многослойной ячейке эффективная ширина такого внутридопплеровского резонанса может быть меньше (примерно в полтора раза) предельно малой характерной ширины известного “лэмбовского провала” в спектроскопии насыщенного поглощения в стандартной газовой ячейке. Полученные результаты могут быть использованы в атомной спектроскопии сверхвысокого разрешения, а также для стабилизации лазерной частоты.
В рамках справедливости теории возмущений получено и исследовано аналитическое выражение для поглощенной энергии электромагнитного импульса с гауссовской огибающей при возбуждении неоднородно уширенного перехода. Проанализирована зависимость поглощенной энергии от длительности импульса и относительной отстройки его несущей частоты от центральной частоты перехода. Определена область значений параметров задачи, в которой наиболее выражена нелинейность рассматриваемой зависимости.
Динамика нестационарной квантовой системы, гамильтониан которой явно зависит от времени, называется адиабатической, если ее состояние, совпадающее с собственным состоянием гамильтониана в начальный момент времени, остается близко к этому собственному состоянию в течение всей эволюции. При этом степень такой близости зависит от малости параметра, определяющего скорость изменения гамильтониана. Обычно считается, что один из факторов, играющих решающую роль для стабильности адиабатической динамики, - это структура спектра гамильтониана. Как утверждает квантовая адиабатическая теорема в своей обычной формулировке, отклонение от адиабатической эволюции можно оценить сверху отношением скорости изменения гамильтониана к минимальному расстоянию между энергией состояния, которое аппроксимирует адиабатическую динамику, и остальным спектром гамильтониана. Проводится анализ этой зависимости. Доказаны теоремы, показывающие, что на эффективность адиабатической аппроксимации больше влияет скорость изменения собственных векторов гамильтониана, чем динамика спектра. В подавляющем большинстве физически осмысленных случаев оказывается, что если мы можем контролировать динамику собственных векторов, то этого достаточно для обеспечения адиабатичности вне зависимости от динамики спектра как таковой.
В рамках фурье-анализа были исследованы световые сдвиги резонансов когерентного пленения населенностей в периодически модулированном лазерном поле, когда частота модуляции варьируется вблизи дробной частоты сверхтонкого расщепления в основном состоянии атомов Δ/ (где = 1, 2, 3, ...). Такой тип модуляции обычно имеет место в малогабаритных часах с полупроводниковым лазером, когда ток инжекции гармонически модулирован на частоте , либо при использовании электрооптического или акустооптического модулятора. При этом формируется полихроматическое эквидистантное излучение, в котором имеются только две частотные компоненты, наиболее резонансные рабочим оптическим переходам в атоме, в то время как все остальные частотные компоненты являются относительно нерезонансными. На основе точных численных расчетов мы показали, что широко распространенная точка зрения, согласно которой сдвиг резонанса когерентного пленения населенностей определяется обычным квадратичным штарковским сдвигом нижних атомных уровней, является, в общем случае, существенно некорректной. Это обусловлено тем, что в общем случае дополнительный вклад в световой сдвиг резонанса когерентного пленения населенностей, обусловленный биениями (на частоте Δ) между различными нерезонансными частотными компонентами, может быть сопоставим (или даже доминировать) по отношению к величине стандартного штарковского сдвига. Более того, эти биения являются фазовочувствительными. Поэтому даже наличие детальной информации о спектральном составе модулированного излучения (например, с помощью спектр-анализатора) не является достаточным для определения светового сдвига резонанса когерентного пленения населенностей.
Представлены результаты эксперимента по двухфотонному возбуждению экситонных состояний в криокристаллах криптона пятой гармоникой лазерного излучения на длине волны 209 нм. Показано, что двухфотонный механизм возбуждения позволяет получить концентрацию свободных экситонов с энергией возбуждения около 8.4 эВ на уровне 10 см при интенсивности излучения в фокусе ≈ 10 Вт/см. Наблюдаемая широкая линия фотолюминисценции, возникающая при релаксации возбужденных экситонных состояний, покрывает низкоэнергетический изомерный ядерный переход 3/2 (8.4 эВ) → 5/2 (0.0) в Th. Приведены аналитические оценки, показывающие, что двухфотонная лазерная генерация экситонных состояний в кристаллах благородных газов может быть использована как новая методика возбуждения ядерного изомерного состояния тория при интенсивности накачки около 10 Вт/см.