УСПЕХИ ФИЗИЧЕСКИХ HAVE "539.184.2ЛАЗЕРНОЕ ДЕТЕКТИРОВАНИЕ ЕДИНИЧНЫХ АТОМОВ В. И. Балыкин, Г. И. Беков, В. С. Летохов, В. И. Мишин СОДЕРЖАНИЕ 1. Введение 293 а) Классификация методов (294).б) Постановка задачи (295).в) Используемые лазеры с перестраиваемой длиной волны (297) 2. Флуоресцентное детектирование атомов 298 а) Многократное переизлучение атомом фотонов (298).б) Источники фона и его дискриминация ( 300). 1) Случай \> фл = ν π (300); 2) Случай \фл φ у л (301).в) Селективность детектирования (303).г) Обсуждение экспериментов (307).1) Атомы в паре (307); 2) Атомы в буферном газе (308); 3) Атомы в пучке (310).д) Абсолютная чувствительность (315).е) Дополнительные возможности метода (317).3. Фотоионизационное детектирование5 атомов 317 а) Многоступенчатая фотоионизация атомов (318).1) Нерезонансная фотоионизация возбужденных атомов (320); 2) Резонансное ьозбуждение высоко лежащего ридберговского состояния и ионизация его электрическим полем (321); 3) Резонансная ионизация атома через автоионпзационное состояние (322).б) Источники фона и его дискриминация (325).в) Селективность детектирования (32В).г) Обсуждение экспериментов (328).1) Атомный пар (329); 2) Атомы в буферном газе (329); 3) Атомы в пучке (330).д) Абсолютная чувствительность (332).е) Дополнительные возможности (336).-4.Детектирование атомов методом отклонения 336 а) Отклонение атомов в магнитном поле (336).б) Отклонение атомов резонансным световым давлением (338).в) Возможные комбинации методов (340).•5. Заключение.Примене •
УСПЕХИ ФИЗИЧЕСКИХ HAVE "539.184.2ЛАЗЕРНОЕ ДЕТЕКТИРОВАНИЕ ЕДИНИЧНЫХ АТОМОВ В. И. Балыкин, Г. И. Беков, В. С. Летохов, В. И. Мишин СОДЕРЖАНИЕ 1. Введение 293 а) Классификация методов (294).б) Постановка задачи (295).в) Используемые лазеры с перестраиваемой длиной волны (297) 2. Флуоресцентное детектирование атомов 298 а) Многократное переизлучение атомом фотонов (298).б) Источники фона и его дискриминация ( 300). 1) Случай > фл = ν π (300); 2) Случай \фл φ у л (301).в) Селективность детектирования (303).г) Обсуждение экспериментов (307).1) Атомы в паре (307); 2) Атомы в буферном газе (308); 3) Атомы в пучке (310).д) Абсолютная чувствительность (315).е) Дополнительные возможности метода (317).3. Фотоионизационное детектирование5 атомов 317 а) Многоступенчатая фотоионизация атомов (318).1) Нерезонансная фотоионизация возбужденных атомов (320); 2) Резонансное ьозбуждение высоко лежащего ридберговского состояния и ионизация его электрическим полем (321); 3) Резонансная ионизация атома через автоионпзационное состояние (322).б) Источники фона и его дискриминация (325).в) Селективность детектирования (32В).г) Обсуждение экспериментов (328).1) Атомный пар (329); 2) Атомы в буферном газе (329); 3) Атомы в пучке (330).д) Абсолютная чувствительность (332).е) Дополнительные возможности (336).-4.Детектирование атомов методом отклонения 336 а) Отклонение атомов в магнитном поле (336).б) Отклонение атомов резонансным световым давлением (338).в) Возможные комбинации методов (340).•5. Заключение.Примене •
АТОМ В ПОЛЕ ИЗЛУЧЕНИЯ МНОГОЧАСТОТНОГО ЛАЗЕРА Н. Б. Делоне, В. А. Коварский, А. В. Масалов, Η. Ф. Перельман СОДЕРЖАНИЕ 1. Введение 617 2. Основные свойства многочастотного лазерного излучения 619 3. Степенные процессы в немонохроматическом поле 623 4. Возмущение атомного спектра в немонохроматическом поле 627 а) Резонансное возмущение атомных уровней (628).б) Нерезонансное возмущение атомных уровней (631). 5. Многофотонное возбуждение атомов 633 6. Нелинейная ионизация атомов 634 а) Прямой процесс многофотонной ионизации атомов (635).б) Туннельный эффект в переменном поле (638).в) Резонансный процесс ионизации атома (640).1. Резонансная ионизация излучением с узким спектром (644).2. Резонансная ионизация излучением с широким спектром (647).7. Заключение 649 Цитированная литература 651 1. ВВЕДЕНИЕ
МНОГОФОТОННАЯ ИОНИЗАЦИЯ АТОМОВ Н. В. Делоне СОДЕРЖАНИЕ Введение 361 1. Специфические черты процесса многофотонной ионизации атомов 362 а) Теория Келдыша (362).б) Прямой процесс ионизации (364).в) Резонансный процесс ионизации (364).г) Спектр квазистационарных состояний системы атом -\-световое поле (364).д) Процессы, приводящие к ионизации атома в сильном световом поле (367).2. Теоретические методы описания процесса ионизации атома в световом поле 368 а) Используемые методы и области их применения (368).б) Метод теории возмущений (369).в) Квазиклассический метод (375).г) Заключение (376).3. Постановка эксперимента 377 а) Конкурирующие эффекты (377).б) Фоновые эффекты и их устранение (378).в) Диапазон изменения напряженности поля, при которой можно изучать нелинейный эффект (378).г) Измерение степени нелинейности, вероятности и сечения процесса многофотонной ионизации атомов (379).д) Лазерное излучение (382).е) Типичная постановка эксперимента (382).4. Прямой процесс многофотонной ионизации 384 а) Условия реализации (384).б) Наблюдение прямого процесса (384).в) Сечения прямого процесса ионизации (386).г) Основные итрги исследований (388). 5. Резонансный процесс многофотонной ионизации 389 а) Экспериментальные методы (390).1) Наблюдение частотной зависимости выхода ионов при фиксированной напряженности поля (390).2) Наблюдение зависимости выхода ионов от напряженности поля при фиксированной частоте излучения (391).3) Наблюдение зависимости величины к -д lg А г /д lg Q от частоты излучения (391).-б)Результаты исследования резонансного процесса ионизацпи (392).1) Идентифицируемые резонансы (393).2) Резонансы в эллиптически поляризованном поле (395).3) Резонансный процесс ионизации при большой напряженности поля.Неидентифицируемые резонансы .(396).-в)Основные итоги исследований (397).Заключение 398 Цитированная литература 399 ВВЕДЕНИЕ Взаимодействие атома с квантами света -фотонами -является одной из наиболее изученных глав физики микромира, стимулировавшей в начале века развитие квантовой механики.Однако за редкими исключениями все процессы, исследованные до последнего времени, были связаны с поглощением атомным электроном одного фотона.Рассмотрение однофотонных процессов определило всеобщий характер законов Эйнштейна, а также красной границы фотоэффекта.Между тем всегда было ясно, что, строго говоря, красная граница отсутствует, являясь не 1 УФН, т. 115, вып. 3 @ Главная редакция физико-математической литературы издательства «Наука», «Успехи физических наук», 1975 г. *) См., например, обзор 62 .*•) См., например, монографию 63
РЕЗОНАНСНОЕ СВЕТОВОЕ ДАВЛЕНИЕ Л. И. КазанцевСОДЕРЖАНИЕ | 1. Введение 113 2. Силы, действующие на атом в резонасном поле 116 а) Сила, обусловленная спонтанным излучением (117).б) Вынужденное световое давление (117).1) Двойное лучепреломление молекулярного пучка (120); 2) Влияние спонтанного излучения (120).в) Сила смешанного типа (121).3. Ускорение и торможение атомов светом' 122 а) Ускорение атомов в поле встречных волн (123).Изменение частоты поля (123).б) Автофазировка в пространстве скоростей (124).в) Охлаждение атомов светом (124).Охлаждение и нагревание атомов в световом поле за счет столкновений (125).г) Ускорение атомов я-импульсами (126).д) Ускорение атомов двухчастотным полем (127).4. Вынужденный эффект отдачи 128 а) Кинетическое уравнение (128).1) Нерезонансный случай (130); 2) Резонансный случай (131).б) Нагревание атомов немонохроматическим полем (131). 5. Рассеяние атомов светом и проблема разделения изотопов 132 а) Отклонение атомов полем бегущей волны (132).б) Рассеяние атомов в стоячей световой волне (133).1) Импульсный режим рассеяния (135); 2) Селективность рассеяния (135); 3) Рассеяние атомов немонохроматическим полем (136); 4) Другие возможности (136).6. Квантование движения атомов и молекул в электромагнитном поле .... 137 а) Квазиклассический предел (138).б) Непрерывный спектр поглощения в сильном поле (140).в) Квантовый предел (141).7. Коротковолновый лазер, основанный на вынужденном эффекте отдачи . .141 а) Лазер на метастабильных атомах гелия (141).б) Лазер, основанный на эффекте отдачи (142).8. Заключение 143 Цитированная литература 144 1. ВВЕДЕНИЕ
Показана возможность реализации элементов квантовых вычислений в жидких кристаллах (ЖК) за счет использования ЯМР, топологических дефектов и нелинейно-оптических эффектов.Основное внимание уделяется возможности формирования бифотона при использовании нелинейно-оптического эффекта в сегнетоэлектрическом нематическом жидком кристалле (СЭ НЖК), который имеет полярное упорядочение, большую диэлектрическую проницаемость и значительный нелинейнооптический отклик.Показана принципиальная возможность создания матричного устройства с множеством кубитов и управления фазой одного из лучей.Достоинством ЖК являются малое управляющее напряжение, высокая чувствительность оптического отклика к управляющему сигналу, простота изготовления устройств с высоким пространственным разрешением, низкое время переключения оптического отклика; возможность управления не только электронным, но световым сигналом.Сформулированы задачи, которые необходимо решить для практической реализации квантовых вычислений на основе ЖК.Это разработка методов генерации и обнаружения единичных фотонов, управление свойствами СЭ НЖК, стабилизация температуры.Проанализированы проблемы использования ЖК для квантовых вычислений.Приведены сведения об аналогичных системах -