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

Журнал технической физики

О внутридопплеровской спектроскопии в тонких газовых ячейках при возбуждении атомов широкополосным импульсным излучением

А.Ч. Измайлов

Published Jan 1, 2020• 0 citations
Publisher

Abstract

Предложен метод внутридопплеровской спектроскопии, основанный на особенностях сужения с течением времени скоростного распределения оптически возбужденных атомов (молекул) разреженной газовой среды в тонкой ячейке после воздействия достаточно короткого импульса широкополосного излучения. Регистрация узких внутридопплеровских резонансов на центральных частотах квантовых переходов из атомного состояния, возбужденного таким импульсом накачки, осуществляется последующими пробными монохроматическими световыми импульсами. Оптимальные условия для реализации данного метода спектроскопии имеют место, когда время радиационного распада оптически возбужденного атомного уровня превосходит характерное время пролета атомов между стенками рассматриваемой тонкой ячейки, внутренняя толщина которой во много раз меньше ее поперечных размеров. Ключевые слова: внутридопплеровская спектроскопия, тонкая газовая ячейка, широкополосная импульсная накачка, долгоживущие квантовые уровни.

DOI
10.21883/os.2020.03.49054.264-19

Related papers

О внутридопплеровской спектроскопии оптически возбужденных атомов в тонкой газовой ячейке

А.Ч. Измайлов

Продолжено теоретическое исследование возможностей известного метода пробного монохроматического светового пучка при оптической накачке атомов (молекул) разреженной газовой среды широкополосным излучением в тонкой ячейке, диаметр которой гораздо больше ее внутренней толщины.В отличие от расчетов предыдущих публикаций по данному методу спектроскопии в настоящей работе рассмотрены произвольные значения интенсивности излучения накачки и толщины цилиндрической газовой ячейки.Таким образом, проанализированы всевозможные механизмы и особенности скоростной селекции атомов на оптически возбужденных уровнях, обусловленные пролетной релаксацией данных атомов в подобных тонких ячейках.На этой основе исследованы внутридопплеровские резонансы поглощения пробного светового пучка на квантовых переходах из верхнего уровня, возбужденного оптической накачкой.Полученные результаты могут найти применение в спектроскопии высокого разрешения атомов (молекул), а также для стабилизации лазерной частоты по установленным узким спектральным резонансам.

Журнал технической физики•Jan 1, 2018•0 citations

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

Взаимодействие прямоугольного униполярного импульса с двухуровневой резонансной средой

Р. М. Архипов, Н.Н. Розанов

Интерес к униполярным импульсам в оптике связан с возможностью их эффективного воздействия на квантовые объекты. В работе изучается взаимодействие короткого прямоугольного униполярного импульса с двухуровневой резонансной средой в условиях, когда длительность импульса меньше времен релаксации среды. Парадоксальным является тот факт, что поляризация и разность заселенностей среды осциллирует не на частоте Раби, а на частоте, пропорциональной сумме квадратов частоты резонансного перехода среды и частоты Раби импульса. Данное явление аналогично эффекту Штарка, которое заключается в сдвиге частот переходов среды в постоянном внешнем электрическом поле. Обсуждается возможность генерации излучения на частотах, превосходящих частоту резонансного перехода при возбуждении среды прямоугольным униполярным импульсом. Ключевые слова: униполярные импульсы, двухуровневая система, осцилляции Раби.

Журнал технической физики•Jan 1, 2020•0 citations

ПЕРЕПУТЫВАНИЕ АТОМОВ, ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО ПРОЛЕТАЮЩИХ РЕЗОНАТОР, ПРИ НАЛИЧИИ ШТАРКОВСКОГО СДВИГА

Е.К. Башкиров

В статье рассмотрено влияние штарковского сдвига на степень пере- путывания двух атомов с вырожденными двухфотонными переходами, пос- ледовательно пролетающих идеальный одномодовый резонатор. Рассмотрен случай, когда резонаторное поле приготовлено в вакуумном состоянии, а каждый из атомов - в когерентной суперпозиции возбужденного и основного состояний. При этом также предполагалось, что атомы пролетают резонатор за одинаковое время. На основе точного выражения для оператора эволюции исследован параметр атом-атомного перепутывания для различных значений параметров когерентности двухуровневых атомов и различных времен про- лета атомами резонатора. Показано, что штарковский сдвиг энергетических уровней может использоваться для эффективного контроля за степенью атомного перепутывания.

•Jan 1, 2014•0 citations

Гибридный двухкомпонентный бризер

Г.Т. Адамашвили

Рассмотрено нелинейное когерентное взаимодействие света с диспергирующей и керровской средой, содержащей оптические примесные атомы или полупроводниковые квантовые точки. Используя обобщенную версию метода пертурбативного разложения, нелинейное волновое уравнение сводится к связанным нелинейным уравнениям Шредингера. Показано, что производные второго порядка играют существенную роль в описании процесса образования связанного состояния двух бризеров, которые осциллируют на суммарной и разностной частотах и волновых числах. Резонансные, нерезонансные и гибридные механизмы формирования двухкомпонентного бризера, реализуются в зависимости от параметров света и вещества. Приведены явные аналитические выражения для профиля и параметров нелинейного импульса. Обсуждаются условия формирования резонансных, нерезонансных и гибридных нелинейных волн. В частном случае, резонансный векторный бризер совпадает с векторным 0π-импульсом самоиндуцированной прозрачности. Ключевые слова: гибридные нелинейные волны, самоиндуцированная прозрачность, двухкомпонентный бризер

Оптика и спектроскопия•Jan 1, 2021•0 citations

АЛГОРИТМ СИНХРОНИЗАЦИИ СТАНЦИЙ АВТОКОМПЕНСАЦИОННОЙ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ КВАНТОВОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КЛЮЧА С РАЗБИЕНИЕМ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОЙ ЛИНИИ НА УЧАСТКИ С УБЫВАЮЩЕЙ ДЛИНОЙ

Я.К. Миронов

Предложен алгоритм синхронизации станций системы квантового распределения ключа с разбиением волоконно-оптической линии связи на участки с убывающей длиной. Рассмотрен принцип работы данного алгоритма, перспективы его применения. Установлено, что с ростом номера участка время анализа последнего уменьшается, следовательно, наблюдается снижение среднего числа импульсов темнового тока, что повышает вероятность успешной синхронизации системы в целом. Благодаря тому, что время между тестированиями превышает время восстановления однофотонного лавинного фотодиода, предлагаемый алгоритм обеспечивает снижение времени вхождения в синхронизм.

•Mar 26, 2021•0 citations
Предложен метод внутридопплеровской спектроскопии, основанный на особенностях сужения с течением времени скоростного распределения оптически возбужденных атомов (молекул) разреженной газовой среды в тонкой ячейке после воздействия достаточно короткого импульса широкополосного излучения. Регистрация узких внутридопплеровских резонансов на центральных частотах квантовых переходов из атомного состояния, возбужденного таким импульсом накачки, осуществляется последующими пробными монохроматическими световыми импульсами. Оптимальные условия для реализации данного метода спектроскопии имеют место, когда время радиационного распада оптически возбужденного атомного уровня превосходит характерное время пролета атомов между стенками рассматриваемой тонкой ячейки, внутренняя толщина которой во много раз меньше ее поперечных размеров. Ключевые слова: внутридопплеровская спектроскопия, тонкая газовая ячейка, широкополосная импульсная накачка, долгоживущие квантовые уровни.
Продолжено теоретическое исследование возможностей известного метода пробного монохроматического светового пучка при оптической накачке атомов (молекул) разреженной газовой среды широкополосным излучением в тонкой ячейке, диаметр которой гораздо больше ее внутренней толщины.В отличие от расчетов предыдущих публикаций по данному методу спектроскопии в настоящей работе рассмотрены произвольные значения интенсивности излучения накачки и толщины цилиндрической газовой ячейки.Таким образом, проанализированы всевозможные механизмы и особенности скоростной селекции атомов на оптически возбужденных уровнях, обусловленные пролетной релаксацией данных атомов в подобных тонких ячейках.На этой основе исследованы внутридопплеровские резонансы поглощения пробного светового пучка на квантовых переходах из верхнего уровня, возбужденного оптической накачкой.Полученные результаты могут найти применение в спектроскопии высокого разрешения атомов (молекул), а также для стабилизации лазерной частоты по установленным узким спектральным резонансам.
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.
Интерес к униполярным импульсам в оптике связан с возможностью их эффективного воздействия на квантовые объекты. В работе изучается взаимодействие короткого прямоугольного униполярного импульса с двухуровневой резонансной средой в условиях, когда длительность импульса меньше времен релаксации среды. Парадоксальным является тот факт, что поляризация и разность заселенностей среды осциллирует не на частоте Раби, а на частоте, пропорциональной сумме квадратов частоты резонансного перехода среды и частоты Раби импульса. Данное явление аналогично эффекту Штарка, которое заключается в сдвиге частот переходов среды в постоянном внешнем электрическом поле. Обсуждается возможность генерации излучения на частотах, превосходящих частоту резонансного перехода при возбуждении среды прямоугольным униполярным импульсом. Ключевые слова: униполярные импульсы, двухуровневая система, осцилляции Раби.
В статье рассмотрено влияние штарковского сдвига на степень пере- путывания двух атомов с вырожденными двухфотонными переходами, пос- ледовательно пролетающих идеальный одномодовый резонатор. Рассмотрен случай, когда резонаторное поле приготовлено в вакуумном состоянии, а каждый из атомов - в когерентной суперпозиции возбужденного и основного состояний. При этом также предполагалось, что атомы пролетают резонатор за одинаковое время. На основе точного выражения для оператора эволюции исследован параметр атом-атомного перепутывания для различных значений параметров когерентности двухуровневых атомов и различных времен про- лета атомами резонатора. Показано, что штарковский сдвиг энергетических уровней может использоваться для эффективного контроля за степенью атомного перепутывания.
Рассмотрено нелинейное когерентное взаимодействие света с диспергирующей и керровской средой, содержащей оптические примесные атомы или полупроводниковые квантовые точки. Используя обобщенную версию метода пертурбативного разложения, нелинейное волновое уравнение сводится к связанным нелинейным уравнениям Шредингера. Показано, что производные второго порядка играют существенную роль в описании процесса образования связанного состояния двух бризеров, которые осциллируют на суммарной и разностной частотах и волновых числах. Резонансные, нерезонансные и гибридные механизмы формирования двухкомпонентного бризера, реализуются в зависимости от параметров света и вещества. Приведены явные аналитические выражения для профиля и параметров нелинейного импульса. Обсуждаются условия формирования резонансных, нерезонансных и гибридных нелинейных волн. В частном случае, резонансный векторный бризер совпадает с векторным 0π-импульсом самоиндуцированной прозрачности. Ключевые слова: гибридные нелинейные волны, самоиндуцированная прозрачность, двухкомпонентный бризер
Предложен алгоритм синхронизации станций системы квантового распределения ключа с разбиением волоконно-оптической линии связи на участки с убывающей длиной. Рассмотрен принцип работы данного алгоритма, перспективы его применения. Установлено, что с ростом номера участка время анализа последнего уменьшается, следовательно, наблюдается снижение среднего числа импульсов темнового тока, что повышает вероятность успешной синхронизации системы в целом. Благодаря тому, что время между тестированиями превышает время восстановления однофотонного лавинного фотодиода, предлагаемый алгоритм обеспечивает снижение времени вхождения в синхронизм.