В работе исследован процесс переноса резонансного излучения в плотных парах рубидия при различных отстройках пробного лазера от атомного перехода 5S1/2 5P3/2. При рабочей атомной концентрации спектральная полуширина перехода составляла 4 ГГц. Непрерывный пробный лазер имел ширину спектра 1 МГц. Пробные импульсы длительностью 1 мс и частотой повторения 1 кГц формировались акустооптическим модулятором. Из-за пленения излучения время жизни возбужденных атомов намного превышало время спонтанного распада 26 нс. В диапазоне отстроек от 16 ГГц до 220 ГГц время линейно возрастало от нс до нс. Большое время жизни возбуждения позволяет значительно увеличить эффективность оптического насыщения атомных газовых сред.
В работе исследован процесс переноса резонансного излучения в плотных парах рубидия при различных отстройках пробного лазера от атомного перехода 5S1/2 5P3/2. При рабочей атомной концентрации спектральная полуширина перехода составляла 4 ГГц. Непрерывный пробный лазер имел ширину спектра 1 МГц. Пробные импульсы длительностью 1 мс и частотой повторения 1 кГц формировались акустооптическим модулятором. Из-за пленения излучения время жизни возбужденных атомов намного превышало время спонтанного распада 26 нс. В диапазоне отстроек от 16 ГГц до 220 ГГц время линейно возрастало от нс до нс. Большое время жизни возбуждения позволяет значительно увеличить эффективность оптического насыщения атомных газовых сред.
Исследовалось нелинейное селективное отражение от границы между прозрачным диэлектриком и парами Rb высокой плотности, где дипольное уширение рабочего перехода 5S−5P значительно превышало вклад доплеровской ширины. В эксперименте использовались перестраиваемый пробный лазер и лазер накачки с фиксированной частотой. При высокой интенсивности насыщающего излучения в спектре отражения появлялся провал, который приводил к расщеплению спектра на два симметричных резонанса. Величина расщепления совпадала с удвоенной частотой Раби. Наблюдение узкой структуры, соответствующей одетым атомным состояниям, открывает дополнительные возможности изучения многочастичных взаимодействий.
В настоящей работе мы исследуем сдвиг в атомных интерферометрах, обусловленный асимметрией формы линии спектроскопического сигнала, и который ранее не обсуждался в научной литературе. Эта асимметрия возникает вследствие того, что чирпирование лазерного излучения осуществляется не только во время интервалов свободной эволюции атомов, но также и во время действия рамесевских импульсов. В результате, эффективная отстройка от рабочего атомного перехода во время действия импульсов тоже зависит от скорости чирпирования, что, в свою очередь, и приводит к возникновению сдвига, обусловленного асимметрией формы линии (lineshape-asymmetry-caused shift, LACS). Показано, что этот сдвиг имеет обратную кубическую зависимость ∝ 1/T от длительности интервала свободной эволюции T, что заметно контрастирует с типичной для атомной интерферометрии зависимостью ∝ 1/T . Поэтому метрологическая значимость этого сдвига существенно возрастает для малогабаритных атомных интерферометров с малой базой. Например, для интерферометров-гравиметров типа Маха–Цендера, использующих двухфотонные переходы в атомах рубидия, при T ∼ 1 мс мы оцениваем сдвиг LACS и его вариации на уровне 0.1–1 мГал, в то время как для T ∼ 100 мкс это может достигать величины 0.1–1 Гал.
Объект исследования — трёхуровневая атомная система. Цель работы — cоздать математическую модель взаимодействия лазерного излучения с оптически плотной средой трёхуровневых атомов. В результате исследования разработана и численно реализована математическая модель, описывающая динамику взаимодействия когерентного лазерного излучения с ансамблем трёхуровневых атомов в условиях оптически плотной среды. Модель основана на решении системы уравнений для элементов матрицы плотности совместно с уравнениями Максвелла для медленно меняющихся амплитуд взаимодействующих полей. Получены зависимости пространственно-временной эволюции интенсивности зондирующего импульса и населённостей энергетических уровней атомов при различных параметрах системы, таких как начальные интенсивности и длительности импульсов, отстройки частот от резонанса и оптическая толщина среды. Проанализировано влияние этих параметров на эффективность взаимодействия и формирование когерентных эффектов, таких как электромагнитно-индуцированная прозрачность и когерентное пленение населенностей. Применялись информационно-коммуникационные технологии для численного моделирования и анализа полученных данных. Использованы прикладные программы: MATLAB, язык программирования Python с библиотеками SciPy, NumPy для решения системы дифференциальных уравнений и визуализации результатов. Проведен поиск информации в глобальных компьютерных сетях для анализа существующих теоретических моделей и экспериментальных данных.
В статье исследована динамика перепутывания системы двух идентичных двухуровневых атомов, взаимодействующих с модой теплового электромагнитного поля в идеальном резонаторе. При этом в качестве начальных состояний атомов выбраны перепутанные состояния белловского типа. Используя полный набор собственных функций гамильтониана модели, мы нашли точное решение для матрицы плотности рассматриваемой системы. На ее основе получена редуцированная матрица плотности и вычислен параметр Переса - Хородецких. Численное моделирование параметра перепутывания для различных параметров модели показало возможность сохранения высокой степени перепутывания кубитов даже при высоких интенсивностях теплового поля. При этом имеется возможность управления и контроля за степенью перепутывания.
Объектом исследования является перепутывание ридберговских атомов, поочередно взаимодействующих с резонатором одноатомного мазера при различных начальных состояниях поля. Цель работы - изучение влияния начальной атомной когерентности на динамику перепутывания двух ридберговских атомов, последовательно взаимодействующих с фоковским и тепловым полем резонатора одноатомного мазера. Результаты работы: 1) Описана точная динамика системы, состоящей из двух двухуровневых атомов, последовательно пролетающих фоковский и тепловой резонатор; 2) Рассчитан параметр перепутывания атомов для различных начальных состояний атомных и параметров модели; 3) Показано, что тепловое поле может индуцировать перепутывание атомов, последовательно пролетающих резонатор, для их различных начальных состояний; 4) Установлено, что начальная атомная когерентность приводит к уменьшению степени атомного перепутывания для фоковского начального состояния поля и к увеличению атомного перепутывания в случае теплового начального поля. Полученные в
Объект исследования: система двух атомов поочередно взаимодействующих с одноатомным мазером при расстройке и штарковском сдвиге. Цель: изучение влияния штарковского сдвига и расстройки на динамику перепутывания двух ридберговских атомов, последовательно пролетающих фоковское и тепловое поле резонатора одноатомного мазера. Результаты работы: 1. Найдено точное решение уравнения эволюции для двух ридберговских атомов, последовательно пролетающих резонатор одноатомного мазера с учетом штарковского сдвига и расстройки. 2. Вычислена редуцированная матрица плотности ридберговских атомов и на ее основе и параметр их перепутывания - отрицательность. 3. Найдена временная зависимость параметра перепутывания атомов для фоковского и теплового состояния поля резонатора и различных начальных состояний атомов. П олученные в работе результаты могут быть использованы при планировании будущих экспериментов по генерации и управлению степенью перепутывания различных естественных и искусственных атомных систем.