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

Proceedings of the Academy of Sciences of the Estonian SSR Physics Mathematics

ТЕОРИЯ ДВУХСТУПЕНЧАТОГО ИМПУЛЬСНОГО ФОТОВЫЖИГАНИЯ СПЕКТРАЛЬНЫХ ПРОВАЛОВ В ЧЕТЫРЕХУРОВНЕВЫХ СИСТЕМАХ

Inna Rebane

Published Jan 1, 1989• 0 citations
Publisher

Abstract

FOUR-LEVEL SYSTEMS (Представил В. Хижняков) Фотовыжигание спектральных провалов (СП) [ l_3 ] широко исполь- зуется как метод устранения неоднородного уширения спектров.Оно имеет также многообещающие приложения в оптической информатике.Двухступенчатое выжигание СП позволяет освободиться от такого не- приятного явления, как порча записанной ранее оптической информации при считывании.При двухступенчатом выжигании селективное возбуждение первой ступени «закрепляется» фотохимическим превра- щением через вторую ступень возбуждения [ 4 ~ B ]. В работе [ 9 ] было теоретически показано, что в трехуровневой системе при выжигании двумя импульсами с временной задержкой между ними можно полу- чить провалы намного уже, чем при выжигании монохроматическим светом (эффект компенсации ширин [ 10 ]).Во многих случаях двухступенчатое выжигание осуществляется по четырехуровневой схеме [ 5 B ]. Вначале (первым импульсом) селек- тивно возбуждается уровень 1 (переход О-Д), далее система релак- сирует на промежуточный уровень I'.Последующее поглощение вто- рого импульса переходом I'->2 индуцирует эффективное выжигание

DOI
10.3176/phys.math.1989.3.16

Related papers

Моделирование спектров возбуждения резонансной флуоресценции двух различных двухуровневых взаимодействующих наночастиц

В. А. Морозов

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.

Оптика и спектроскопия•Jan 1, 2022•0 citations

О некоторых новых возможностях управления квантовыми системами с помощью униполярных предельно коротких импульсов

Р. М. Архипов, М.В. Архипов, А.В. Пахомов +1 more

На основании приближенного решения уравнения Шредингера изучено воздействие пары предельно коротких, субцикловых импульсов малой амплитуды на квантовую систему. Показано, что в случае, когда длительность импульсов короче обратных частот атомных переходов, вероятность переходов между уровнями определяется электрической площадью импульса и временной задержкой между ними. Как следствие этого факта, униполярный импульс по сравнению с биполярным способен оказывать более эффективное воздействие на систему, а последовательность импульсов реализует селективное воздействие на квантовые объекты, несмотря на нерезонансный характер взаимодействия. Ключевые слова: предельно короткие импульсы, униполярные импульсы, аттосекундные импульсы.

Журнал технической физики•Dec 20, 2019•1 citation

Флуоресценция некогерентно возбуждаемой открытой квантовой полярной системы под воздействием нерезонансного импульса

Andrey Vladimirovich Soldatov

Методами неравновесной квантовой статистической механики смоделирован и исследован процесс высокочастотной флуоресценции двухуровневой открытой квантовой системы, обладающей постоянным электрическим дипольным моментом и взаимодействующей с нерезонансным импульсом монохроматического электромагнитного (лазерного) поля. Исследованная система может быть реализована посредством одноэлектронной асимметричной полупроводниковой квантовой точки, обладающей неравными диагональными матричными элементами оператора электрического дипольного момента в основном и возбужденном квантовых состояниях. Квантовая точка непрерывно возбуждается посредством некогерентной накачки и взаимодействует с диссипативным окружением, а также с амплитудно-модулированным импульсом, несущая частота которого намного меньше частоты оптического перехода квантовой точки. Получено явное выражение для зависящего от времени спектра интенсивности флуоресценции как функции амплитуды, длительности, фазы и частоты несущего монохроматического поля прямоугольного импульса, а также интенсивности накачки и времени наблюдения. Показано, что импульс сам по себе не вносит сколько-нибудь заметного энергетического вклада в интенсивность флуоресценции, а скорее способствует распределению энергии некогерентной накачки по совокупности спектральных пиков, которые возникают под воздействием этого импульса вместо единственного спектрального пика флуоресценции, наблюдаемого до прихода импульса и после его прохождения.

Теоретическая и математическая физика•Nov 29, 2025•0 citations

Коллективные преобразования квантовых состояний с постселекцией и их применение в квантовой криптографии

Ivan Alekseevich Zhigal'skii, Dmitry Anatolevich Kronberg

Квантовая криптография позволяет обеспечить доказуемую секретность распределяемых криптографических ключей благодаря фундаментальным запретам квантовой механики. В то же время некоторые практические ограничения легитимных пользователей могут представлять потенциальную угрозу для стойкости протоколов квантовой криптографии. Одна из практических сложностей - использование многофотонных импульсов вместо однофотонных состояний. В настоящей работе показано, как перехватчик может использовать многофотонные посылки для построения эффективной стратегии подслушивания на протокол квантовой криптографии с фазово-временны́м кодированием. Это позволяет получить весь ключ при наличии четырех фотонов в импульсе, а не пяти, как считалось ранее. Показано, что выигрыш достигается за счет коллективных действий с многофотонными посылками, которые имеют преимущества перед индивидуальными преобразованиями над каждым из фотонов по отдельности.

Теоретическая и математическая физика•Mar 1, 2025•0 citations

Квазивырожденное четырехволновое взаимодействие в прозрачной наносреде при больших коэффициентах преобразования

Овчинникова М. А., Овчинникова М. А., Валерий Владимирович Ивахник

В работе проведен анализ пространственных характеристик вырожденного четырехволнового преобразователя излучения в схеме с попутными волнами накачки и квазивырожденного четырехволнового преобразователя в схеме со встречными волнами накачки. В качестве оптически нелинейной среды рассмотрена прозрачная двухкомпонентная среда, состоящая из жидкости и растворенных в ней наночастиц. Получены аналитические выражения, описывающие пространственные спектры температурных решеток, спектры объектной волны в прозрачной среде в схеме с попутными волнами накачки при условиях отвода тепла от граней нелинейного слоя, неизменности температуры на гранях. Получена система дифференциальных уравнений третьего порядка, описывающая связь между пространственными спектрами объектной и сигнальной волн при квазивырожденном взаимодействии в схеме со встречными волнами накачки при учете большого коэффициента отражения. Для четырехволнового преобразователя излучения в схеме с попутными волнами накачки показано возникновение провалов в модул

•Jan 1, 2017•0 citations

Квазивырожденное четырехволновое взаимодействие на резонансной и тепловой нелинейностях при наличии обратной связи на сигнальную или объектную волны

Петров Д. Д., Петров Д. Д., Акимов А. А

В работе исследуется эффективность квазивырожденного четырехволнового преобразователя излучения на резонансной и тепловой нелинейностях в схеме с обратной связью. Получена система дифференциальных уравнений для пространственных спектров сигнальной и объектной волн, температурных решеток при условии малого коэффициента отражения в схеме с обратной связью. Для случая малой резонансной нелинейности найдено аналитическое выражение для амплитудного коэффициента отражения объектной волны. Построены зависимости коэффициента отражения от интенсивности волн накачки при различных соотношениях между их волновыми числами. Рассмотрены случаи реализации обратной связи по сигнальной и объектной волнам, только по сигнальной волне или только по объектной волне. Построены зависимости коэффициента отражения квазивырожденного четырехволнового преобразователя излучения от интенсивности волн накачки при сопряжении кольцевым резонатором граней нелинейного слоя и при компенсации фазового набега вследствие самовоздействия волн накачк

•Jan 1, 2020•0 citations
FOUR-LEVEL SYSTEMS (Представил В. Хижняков) Фотовыжигание спектральных провалов (СП) [ l_3 ] широко исполь- зуется как метод устранения неоднородного уширения спектров.Оно имеет также многообещающие приложения в оптической информатике.Двухступенчатое выжигание СП позволяет освободиться от такого не- приятного явления, как порча записанной ранее оптической информации при считывании.При двухступенчатом выжигании селективное возбуждение первой ступени «закрепляется» фотохимическим превра- щением через вторую ступень возбуждения [ 4 ~ B ]. В работе [ 9 ] было теоретически показано, что в трехуровневой системе при выжигании двумя импульсами с временной задержкой между ними можно полу- чить провалы намного уже, чем при выжигании монохроматическим светом (эффект компенсации ширин [ 10 ]).Во многих случаях двухступенчатое выжигание осуществляется по четырехуровневой схеме [ 5 B ]. Вначале (первым импульсом) селек- тивно возбуждается уровень 1 (переход О-Д), далее система релак- сирует на промежуточный уровень I'.Последующее поглощение вто- рого импульса переходом I'->2 индуцирует эффективное выжигание
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.
На основании приближенного решения уравнения Шредингера изучено воздействие пары предельно коротких, субцикловых импульсов малой амплитуды на квантовую систему. Показано, что в случае, когда длительность импульсов короче обратных частот атомных переходов, вероятность переходов между уровнями определяется электрической площадью импульса и временной задержкой между ними. Как следствие этого факта, униполярный импульс по сравнению с биполярным способен оказывать более эффективное воздействие на систему, а последовательность импульсов реализует селективное воздействие на квантовые объекты, несмотря на нерезонансный характер взаимодействия. Ключевые слова: предельно короткие импульсы, униполярные импульсы, аттосекундные импульсы.
Методами неравновесной квантовой статистической механики смоделирован и исследован процесс высокочастотной флуоресценции двухуровневой открытой квантовой системы, обладающей постоянным электрическим дипольным моментом и взаимодействующей с нерезонансным импульсом монохроматического электромагнитного (лазерного) поля. Исследованная система может быть реализована посредством одноэлектронной асимметричной полупроводниковой квантовой точки, обладающей неравными диагональными матричными элементами оператора электрического дипольного момента в основном и возбужденном квантовых состояниях. Квантовая точка непрерывно возбуждается посредством некогерентной накачки и взаимодействует с диссипативным окружением, а также с амплитудно-модулированным импульсом, несущая частота которого намного меньше частоты оптического перехода квантовой точки. Получено явное выражение для зависящего от времени спектра интенсивности флуоресценции как функции амплитуды, длительности, фазы и частоты несущего монохроматического поля прямоугольного импульса, а также интенсивности накачки и времени наблюдения. Показано, что импульс сам по себе не вносит сколько-нибудь заметного энергетического вклада в интенсивность флуоресценции, а скорее способствует распределению энергии некогерентной накачки по совокупности спектральных пиков, которые возникают под воздействием этого импульса вместо единственного спектрального пика флуоресценции, наблюдаемого до прихода импульса и после его прохождения.
Квантовая криптография позволяет обеспечить доказуемую секретность распределяемых криптографических ключей благодаря фундаментальным запретам квантовой механики. В то же время некоторые практические ограничения легитимных пользователей могут представлять потенциальную угрозу для стойкости протоколов квантовой криптографии. Одна из практических сложностей - использование многофотонных импульсов вместо однофотонных состояний. В настоящей работе показано, как перехватчик может использовать многофотонные посылки для построения эффективной стратегии подслушивания на протокол квантовой криптографии с фазово-временны́м кодированием. Это позволяет получить весь ключ при наличии четырех фотонов в импульсе, а не пяти, как считалось ранее. Показано, что выигрыш достигается за счет коллективных действий с многофотонными посылками, которые имеют преимущества перед индивидуальными преобразованиями над каждым из фотонов по отдельности.
В работе проведен анализ пространственных характеристик вырожденного четырехволнового преобразователя излучения в схеме с попутными волнами накачки и квазивырожденного четырехволнового преобразователя в схеме со встречными волнами накачки. В качестве оптически нелинейной среды рассмотрена прозрачная двухкомпонентная среда, состоящая из жидкости и растворенных в ней наночастиц. Получены аналитические выражения, описывающие пространственные спектры температурных решеток, спектры объектной волны в прозрачной среде в схеме с попутными волнами накачки при условиях отвода тепла от граней нелинейного слоя, неизменности температуры на гранях. Получена система дифференциальных уравнений третьего порядка, описывающая связь между пространственными спектрами объектной и сигнальной волн при квазивырожденном взаимодействии в схеме со встречными волнами накачки при учете большого коэффициента отражения. Для четырехволнового преобразователя излучения в схеме с попутными волнами накачки показано возникновение провалов в модул
В работе исследуется эффективность квазивырожденного четырехволнового преобразователя излучения на резонансной и тепловой нелинейностях в схеме с обратной связью. Получена система дифференциальных уравнений для пространственных спектров сигнальной и объектной волн, температурных решеток при условии малого коэффициента отражения в схеме с обратной связью. Для случая малой резонансной нелинейности найдено аналитическое выражение для амплитудного коэффициента отражения объектной волны. Построены зависимости коэффициента отражения от интенсивности волн накачки при различных соотношениях между их волновыми числами. Рассмотрены случаи реализации обратной связи по сигнальной и объектной волнам, только по сигнальной волне или только по объектной волне. Построены зависимости коэффициента отражения квазивырожденного четырехволнового преобразователя излучения от интенсивности волн накачки при сопряжении кольцевым резонатором граней нелинейного слоя и при компенсации фазового набега вследствие самовоздействия волн накачк