Выявлен новый коллективный эффект в резонансной флоуресценции - при возбуждении атомного ансамбля когерентным полем высокой интенсивности при критическом числе атомов ансамбля имеет место сужение боковых и центральной компонент триплета в спектре излучения атомного ансамбля.
Выявлен новый коллективный эффект в резонансной флоуресценции - при возбуждении атомного ансамбля когерентным полем высокой интенсивности при критическом числе атомов ансамбля имеет место сужение боковых и центральной компонент триплета в спектре излучения атомного ансамбля.
Цель работы – анализ распространения импульсного излучения в ансамбле резонансных квантовых излучателей в волноводе. В ходе работы было проанализировано распространение импульсного излучения в ансамбле квантовых излучателей в волноводе. Был проведён анализ как нестационарной задачи, так и стационарной. В результате работы рассчитана динамика послесвечения, наблюдаемая после отключения пробного импульса с прямоугольной формой огибающей. Были рассмотрены эффекты однофотонного суб- и суперизлучения. Проанализирована зависимость коэффициентов прохождения и отражения от частоты пробного импульса. Был получен ряд нетривиальных эффектов. В частности, немонотонность динамики послесвечения и сверхсильный эффект суперизлучения. Полученные результаты можно будет использовать в области нанофотоники, оптики и квантовых технологий. Использовались открытые образовательные ресурсы и программы поиска и анализа информации. Применялись средства автоматизации разработки MATLAB. Применено программное обеспечение MATLAB.
Исследованы спектральные свойства флуоресцентного излучения двухуровневой квантовой системы с нарушенной инверсионной пространственной симметрией, которая может быть реализована в виде модели одноэлектронного двухуровневого атома, оператор электрического дипольного момента которого имеет перманентные, не равные друг другу диагональные матричные элементы. Рассмотрен случай возбуждения этой системы бихроматическим лазерным полем, состоящим из высокочастотной резонансной компоненты с частотой, совпадающей с частотой атомного перехода, и низкочастотной компоненты, частота которой совпадает с частотой Раби высокочастотной компоненты. Показано, что, изменяя интенсивность низкочастотной компоненты, можно эффективно управлять спектральными свойствами флуоресцентного излучения системы в высокочастотном диапазоне. Обсуждаются возможные способы экспериментального обнаружения и практического использования исследованных эффектов.
Техника формирования лазерной опорной звезды (ЛОЗ) является неотъемлемым элементом адаптивной оптической системы наземного телескопа. Основным ограничением натриевых ЛОЗ, сформированных на основе резонансной флуоресценции мезосферных атомов натрия, является их низкая яркость. Для оценки возможности создания ЛОЗ на основе флуоресценции других металлов в мезосфере рассчитана эффективность схем возбуждения атомов калия и никеля с учетом содержания соответствующих видов атомов в мезосфере. Вычислен относительный обратный поток флуоресценции для переходов атомов калия и никеля. Проведено сравнение с результатами для атомов натрия. Полученные данные могут быть использованы при создании систем адаптивной оптики с искусственными опорными источниками для наземных телескопов и разработке мезосферных лидаров. A laser guide star is an essential part of the adaptive optics system of a ground-based optical telescope. The main limitation of sodium laser guide stars, formed on the basis of the resonant fluorescence of mesospheric sodium atoms, is the low brightness of the LGS. To estimate a possibility of creating LGS based on the fluorescence of other metals in the mesosphere, the efficiency of excitation schemes for atoms of potassium and nickel are calculated. The relative backscattering flux of fluorescence for transitions of potassium and nickel atoms is calculated taking into account the content of the atoms in the mesosphere and the transmission of the atmosphere. The comparison with the results for sodium atoms is made. Our results can be used for the development of adaptive optics systems with artificial reference sources for ground-based telescopes and mesospheric lidars.
Техника формирования лазерной опорной звезды (ЛОЗ) является неотъемлемым элементом адаптивной оптической системы наземного телескопа. Основным ограничением натриевых ЛОЗ, сформированных на основе резонансной флуоресценции мезосферных атомов натрия, является их низкая яркость. Для оценки возможности создания ЛОЗ на основе флуоресценции других металлов в мезосфере рассчитана эффективность схем возбуждения атомов железа с учетом содержания соответствующих видов атомов в мезосфере. Вычислен относительный обратный поток флуоресценции для переходов атомов железа. Проведено сравнение с результатами для атомов калия, никеля и натрия. Полученные данные могут быть использованы при создании систем адаптивной оптики с искусственными опорными источниками для наземных телескопов и разработке мезосферных лидаров. A laser guide star is an essential part of the adaptive optics system of a ground-based optical telescope. The main limitation of sodium laser guide stars, formed on the basis of the resonant fluorescence of mesospheric sodium atoms, is the low brightness of the LGS. To estimate a possibility of creating LGS based on the fluorescence of other metals in the mesosphere, the efficiency of excitation schemes for atoms of iron are calculated. The relative backscattering flux of fluorescence for transitions of iron atoms is calculated taking into account the content of the atoms in the mesosphere and the transmission of the atmosphere. The comparison with the results for sodium, nickel, and potassium atoms is made. Our results can be used for the development of adaptive optics systems with artificial reference sources for ground-based telescopes and mesospheric lidars.
Проведено численное моделирование спектров возбуждения резонансной флуоресценции, связанных динамическим взаимодействием двух различных двухуровневых наночастиц. Рассматривалось возбуждение одной из частиц монохроматическим светом с частотой, близкой к частоте собственного перехода этой частицы, при интенсивности облучения, приводящего к малой заселенности ее возбуждаемого состояния. Использован формализм описания резонансной флуоресценции методом Гайтлера--Ма применительно к полной составной системе из отмеченной пары частиц и квантованного поля излучения. Полученные выражения для спектра возбуждения отражают учет поглощения фотона флуоресценции без отнесения его к излучению какой-либо одной из частиц. Выражения для спектров возбуждения при учете такого поглощении фотона флуоресценции, которое позволяет отнести его к излучению той или иной из частиц, получены на основе решения модифицированной системы уравнений метода Гайтлера--Ма, которая отражает сложение не интерферирующих амплитуд состояний поля излучения каждой частицы. Установлено, что форма спектров возбуждения стационарной резонансной флуоресценции рассматриваемых частиц определяется формой соответствующих спектров интенсивности спонтанной флуоресценции этих частиц. Ключевые слова: математическое моделирование, взаимодействующие двухуровневые наночастицы, резонансная флуоресценция, спектр возбуждения.
Впервые показано, что при изменении временных параметров возбуждающего импульса лазера (величина чирпа, длительность импульса и его амплитуда) можно управлять величиной и знаком эффекта " конденсации спектра" импульса на частоте резонансного перехода плотной резонансной среды.Важно отметить, что при этом энергия и спектр возбуждающего импульса остаются неизменными.С помощью прямых временных измерений также показано, что импульс индуцированного суперизлучения паров рубидия имеет осцилляторный характер и представляет собой длительный затухающий цуг коротких импульсов.Длительность и период повторения импульсов в цуге определяются плотностью атомов среды N 0 , а длительность всего импульса суперизлучения (10 ps) значительно превосходит длительность возбуждающего лазерного импульса (50 fs).