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

Zhur. Eksptl'. i Teoret. Fiz.

VLIYaNIE DIFFUZII NA FORMU REZONANSA KOGERENTNOGO PLENENIYa NASELENNOSTEY V OPTIChESKI PLOTNOY SREDE

К. А. Баранцев, M. A. Artem'ev

Published Jan 1, 2025• 0 citations
Publisher

Abstract

Исследовано возбуждение резонанса когерентного пленения населенностей (КПН) в оптически плотной ячейке с буферным газом при незамкнутой схеме возбуждения (Λ-схеме) трехуровневого атома. Найдено совместное решение уравнений переноса двухчастотного излучения и квантового кинетического уравнения для матрицы плотности в диффузионном приближении при граничных условиях полного гашения на стенках ячейки. Проанализированы формы наблюдаемых сигналов поглощения и флуоресценции. Построена зависимость параметра качества КПН-резонанса от концентрации буферных частиц, учитывающая неодинаковые коэффициенты поглощения входного и выходного слоев активной среды.

DOI
10.7868/s3034641x25030010

Related papers

Влияние диффузии активных атомов на форму спектра резонанса когерентного пленения населенностей

E.K. Rozkov, K.A. Barancev, G.V. Volosin +1 more

Приведены вывод и численное решение системы уравнений диффузии для компонент матрицы плотности Λ-атома, взаимодействующего с бихроматическим лазерным излучением при наличии буферного газа. В ходе вывода проведено расцепление цепочки Боголюбова и определен вид интеграла столкновений, в котором учитывались частые упругие столкновения и более медленные спин-обменные взаимодействия. Определены поправки первого и второго порядков малости к одночастичной матрице плотности, приводящие к отклонению распределения активных атомов по импульсам от равновесного (максвелловского). Проведено усреднение квантовых кинетических уравнений по импульсам активного атома и выполнен переход к представлению вращающейся волны. В выражениях для потоков компонент матрицы плотности присутствуют слагаемые, обусловленные пространственной неоднородностью системы, и слагаемые, возникающие из-за эффекта светоиндуцированного дрейфа. Исходя из численного решения системы для случаев одномерного и двумерного движения атомов установлено, что граничные эффекты оказывают существенное влияние на характеристики резонанса когерентного пленения населенностей и их роль возрастает при уменьшении размеров газовой ячейки. Определено, что существует область значений радиусов гауссова пучка, при которых параметр качества резонанса когерентного пленения населенностей (отношения амплитуды резонанса к его ширине) перестает зависеть от диаметра луча накачки. Показано, что для ячеек малых размеров существует концентрация буферных атомов, при которой параметр качества резонанса достигает максимального значения.

Zhur. Eksptl'. i Teoret. Fiz.•Jan 1, 2025•0 citations

“Asimmetriya vetvleniya” rezonansa kogerentnogo pleneniya naselennostey

Eugene A. Tsygankov, Dmitry S. Chuchelov, Maria I. Vaskovskaya +3 more

Рассматривается ситуация, когда разность населенностей в основном состоянии Λ-схемы уровней возникает за счет спонтанного распада верхнего уровня в нижние. Показано, что возникающая из-за этого асимметрия резонанса когерентного пленения населенностей приводит к сдвигу частоты квадратурного сигнала, который нелинейно зависит от интенсивности оптического излучения. При этом данный вклад не подавляется за счет использования высоких частот модуляции по сравнению со скоростью релаксации поляризации основного состояния (аналог режима Паунда–Древера–Холла). Обсуждается, что указанный сдвиг существенно мал при использовании бинарной смеси благородных буферных газов.

Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики•Sep 25, 2024•0 citations

Квантово-оптические эффекты в системе бихроматического излучения щелочных атомов при двухфотонном резонансе в ограниченных средах

Александр Аммосов

Цель работы – исследование новых физических эффектов, возникающих при взаимодействии двухчастотного лазерного излучения с квантовыми системами (атомами) при различных условиях взаимодействия со стенками ячейки. Объект исследования – щелочные атомы, находящиеся в ячейках конечного размера с антирелаксационным стеночным покрытием. В настоящей работе показано, что тепловое движение атомов в ограниченном объеме существенно влияет на динамику населенностей в Λ-схеме при двухфотонном резонансе. Система асимметрична относительно перестановки частот Раби каналов возбуждения: населенность возбужденного состояния зависит от их соотношения. Обнаружена инверсия населенности между основными состояниями сверхтонкой структуры при одинаковых интенсивностях возбуждающих полей. Определены области значений частот Раби, скоростей атомов, двухфотонных отстроек и ширины лазерного спектра, где эффекты (асимметрия, инверсия) максимальны. Учет выявленных эффектов при учете движения атомов обязателен для точности приложений КПН (атомные часы, сенсоры) в микроячейках с антирелаксационным покрытием. Применено программное обеспечение: Wolfram Mathematica.

•Jan 1, 2025•0 citations

Когерентная кинетика многоступенчатой λ-схемы для лазерного разделения изотопов

А.Б. Дьячков, С.М. Миронов, Gleb O. Tsvetkov

Получены аналитические решения уравнений Шредингера для когерентного возбуждения атома в схеме двух- и трехступенчатой фотоионизации применительно к задаче лазерного разделения изотопов. Особенностью исследования является введение лазерного возбуждения из дополнительного начального состояния для увеличения доли атомов, вовлекаемых в процесс разделения. Найдены оптимальные с точки зрения выхода фотоионов соотношения интенсивностей излучения на отдельных ступенях схемы фотоионизации. Ключевые слова: лазерная фотоионизация, лазерное разделение изотопов.

Оптика и спектроскопия•Jan 1, 2022•0 citations

Влияние характеристик газовой ячейки физического блока на эффекте когерентного пленения населенностей на нестабильность стандарта частоты

Владислав Бобриков

Работа проведена на базе АО «НПП «Радар ММС» и ФТИ им. А.Ф. Иоффе. На базе АО «НПП «Радар ММС» были изучены эффект КПН и метод ДРОР. Также было изучена конструкция газовой ячейки физического блока КСЧ – КПН и влияние параметров ячейки на работу КСЧ. Еще на базе АО «НПП «Радар ММС» были изучены свойства, параметры и влияние буферного газа на ширину линии резонанса. На базе ФТИ им. А.Ф. Иоффе были проведены измерения для двух газовых ячеек, наполненных цезием и буферным газом. Измерения проводились для проверки на практике ранее изученного материала. Для измерений использовалась установка, включающая в себя: фотодетектор, два источника – измерителя, термостат, включающий в себя термостат и вертикально – излучающий лазер. Обработка результатов выполнялась в программе Origin Pro. В итоге были получены результаты, подтверждающие ранее изученную теорию, а также был получен опыт работы с реальным оборудованием в лабораторных условиях. Полученные результаты и опыт могут быть использованы как основа для проведения будущих измерений и исследований, связанных с КСЧ.

•Jan 1, 2025•0 citations

O NELINEYNOM VLIYaNII OSTATOChNOGO DOPLEROVSKOGO SDVIGA NA RAZNOSTNYY SIGNAL NASELENNOSTEY VOZBUZhDENNOGO I OSNOVNOGO SOSTOYaNIY DVUKhFOTONNOGO REZONANSA V GAZE

A. P. Ammosov, G. V. Voloshin, K. A. Barantsev +1 more

Исследуется влияние движения атомов на населенности их возбужденного и основного состояний в условиях двухфотонного резонанса, возбуждаемого посредством Λ-схемы, с учетом невырожденности основного состояния. Показано, что населенность возбужденного состояния изменяется при перестановке местами значений амплитуд двух возбуждающих полей на оптических переходах. Таким образом, система не проявляет свойства симметрии относительно взаимной замены частот Раби двух возбуждаемых каналов. Обнаружено, что имеет место инверсия населенности между основными состояниями сверхтонкой структуры при одинаковых частотах Раби. Определены области значений частот Раби, скоростей атомов и двухфотонных отстроек, в которых данные эффекты проявляются наиболее сильно.

Zhur. Eksptl'. i Teoret. Fiz.•Jan 1, 2025•0 citations
Исследовано возбуждение резонанса когерентного пленения населенностей (КПН) в оптически плотной ячейке с буферным газом при незамкнутой схеме возбуждения (Λ-схеме) трехуровневого атома. Найдено совместное решение уравнений переноса двухчастотного излучения и квантового кинетического уравнения для матрицы плотности в диффузионном приближении при граничных условиях полного гашения на стенках ячейки. Проанализированы формы наблюдаемых сигналов поглощения и флуоресценции. Построена зависимость параметра качества КПН-резонанса от концентрации буферных частиц, учитывающая неодинаковые коэффициенты поглощения входного и выходного слоев активной среды.
Приведены вывод и численное решение системы уравнений диффузии для компонент матрицы плотности Λ-атома, взаимодействующего с бихроматическим лазерным излучением при наличии буферного газа. В ходе вывода проведено расцепление цепочки Боголюбова и определен вид интеграла столкновений, в котором учитывались частые упругие столкновения и более медленные спин-обменные взаимодействия. Определены поправки первого и второго порядков малости к одночастичной матрице плотности, приводящие к отклонению распределения активных атомов по импульсам от равновесного (максвелловского). Проведено усреднение квантовых кинетических уравнений по импульсам активного атома и выполнен переход к представлению вращающейся волны. В выражениях для потоков компонент матрицы плотности присутствуют слагаемые, обусловленные пространственной неоднородностью системы, и слагаемые, возникающие из-за эффекта светоиндуцированного дрейфа. Исходя из численного решения системы для случаев одномерного и двумерного движения атомов установлено, что граничные эффекты оказывают существенное влияние на характеристики резонанса когерентного пленения населенностей и их роль возрастает при уменьшении размеров газовой ячейки. Определено, что существует область значений радиусов гауссова пучка, при которых параметр качества резонанса когерентного пленения населенностей (отношения амплитуды резонанса к его ширине) перестает зависеть от диаметра луча накачки. Показано, что для ячеек малых размеров существует концентрация буферных атомов, при которой параметр качества резонанса достигает максимального значения.
Рассматривается ситуация, когда разность населенностей в основном состоянии Λ-схемы уровней возникает за счет спонтанного распада верхнего уровня в нижние. Показано, что возникающая из-за этого асимметрия резонанса когерентного пленения населенностей приводит к сдвигу частоты квадратурного сигнала, который нелинейно зависит от интенсивности оптического излучения. При этом данный вклад не подавляется за счет использования высоких частот модуляции по сравнению со скоростью релаксации поляризации основного состояния (аналог режима Паунда–Древера–Холла). Обсуждается, что указанный сдвиг существенно мал при использовании бинарной смеси благородных буферных газов.
Цель работы – исследование новых физических эффектов, возникающих при взаимодействии двухчастотного лазерного излучения с квантовыми системами (атомами) при различных условиях взаимодействия со стенками ячейки. Объект исследования – щелочные атомы, находящиеся в ячейках конечного размера с антирелаксационным стеночным покрытием. В настоящей работе показано, что тепловое движение атомов в ограниченном объеме существенно влияет на динамику населенностей в Λ-схеме при двухфотонном резонансе. Система асимметрична относительно перестановки частот Раби каналов возбуждения: населенность возбужденного состояния зависит от их соотношения. Обнаружена инверсия населенности между основными состояниями сверхтонкой структуры при одинаковых интенсивностях возбуждающих полей. Определены области значений частот Раби, скоростей атомов, двухфотонных отстроек и ширины лазерного спектра, где эффекты (асимметрия, инверсия) максимальны. Учет выявленных эффектов при учете движения атомов обязателен для точности приложений КПН (атомные часы, сенсоры) в микроячейках с антирелаксационным покрытием. Применено программное обеспечение: Wolfram Mathematica.
Получены аналитические решения уравнений Шредингера для когерентного возбуждения атома в схеме двух- и трехступенчатой фотоионизации применительно к задаче лазерного разделения изотопов. Особенностью исследования является введение лазерного возбуждения из дополнительного начального состояния для увеличения доли атомов, вовлекаемых в процесс разделения. Найдены оптимальные с точки зрения выхода фотоионов соотношения интенсивностей излучения на отдельных ступенях схемы фотоионизации. Ключевые слова: лазерная фотоионизация, лазерное разделение изотопов.
Работа проведена на базе АО «НПП «Радар ММС» и ФТИ им. А.Ф. Иоффе. На базе АО «НПП «Радар ММС» были изучены эффект КПН и метод ДРОР. Также было изучена конструкция газовой ячейки физического блока КСЧ – КПН и влияние параметров ячейки на работу КСЧ. Еще на базе АО «НПП «Радар ММС» были изучены свойства, параметры и влияние буферного газа на ширину линии резонанса. На базе ФТИ им. А.Ф. Иоффе были проведены измерения для двух газовых ячеек, наполненных цезием и буферным газом. Измерения проводились для проверки на практике ранее изученного материала. Для измерений использовалась установка, включающая в себя: фотодетектор, два источника – измерителя, термостат, включающий в себя термостат и вертикально – излучающий лазер. Обработка результатов выполнялась в программе Origin Pro. В итоге были получены результаты, подтверждающие ранее изученную теорию, а также был получен опыт работы с реальным оборудованием в лабораторных условиях. Полученные результаты и опыт могут быть использованы как основа для проведения будущих измерений и исследований, связанных с КСЧ.
Исследуется влияние движения атомов на населенности их возбужденного и основного состояний в условиях двухфотонного резонанса, возбуждаемого посредством Λ-схемы, с учетом невырожденности основного состояния. Показано, что населенность возбужденного состояния изменяется при перестановке местами значений амплитуд двух возбуждающих полей на оптических переходах. Таким образом, система не проявляет свойства симметрии относительно взаимной замены частот Раби двух возбуждаемых каналов. Обнаружено, что имеет место инверсия населенности между основными состояниями сверхтонкой структуры при одинаковых частотах Раби. Определены области значений частот Раби, скоростей атомов и двухфотонных отстроек, в которых данные эффекты проявляются наиболее сильно.