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

To the problem of superradiance in a cavity on condition of nonlinear frequency drift / E. V. Timoschenko, V. A. Yurevich, Yu. V. Yurevich

Тимощенко, E. B., Юревич, В. А., Юревич, Ю. В.

Published Jan 1, 2025• 0 citations
OpenAlex

Abstract

Ha ocнове модификации ypaвнений Максвелла-Блоха проанализированы особенности излучения импульсных лазеров в условиях когерентного взаимодействия светового поля со средой усиливающего элемента и присущей среде резонансной фазовой нелинейности. Моделирование когерентного эффекта сверхизлучения, развивающегося в резонаторе, проведено для параметров систем квантовых точек в полупроводниковых наногетероструктурах

Related papers

Features of superradiation in a resonator under conditions of resonant nonlinearity of the material response of the active element

Е.В. Тимощенко, V.A. Yurevich, E.V. Timoschenko

Проведена модификация системы уравнений Максвелла – Блоха, позволившая анализировать особенности структуры сверхизлучения, развивающегося в резонаторах импульсных лазеров. Учтена возможность влияния безынерционной по отношению к вариациям инверсной заселенности нелинейности материального отклика активного элемента в схеме резонатора на временнýю структуру излучаемого светового поля. Нелинейность приводит к фазовой неустойчивости и соответствующей перенормировке фазового соотношения излучаемого поля и поляризационного отклика инвертированной среды. Это ведет к значительному повышению частоты нутационных осцилляций и изменению временнóго профиля интенсивности сверхизлучения. Модельные расчеты проведены для параметров микролазеров на полупроводниковых квантовых точках. = The Maxwell – Bloch equations system has been modified to analyze the structural features of superradiance developing in pulsed laser resonators. The possibility of the influence of the inertialess nonlinearity of the material response of the active element in the resonator circuit on the temporal structure of the emitted light field with respect to population inversion variations has been taken into account. Nonlinearity leads to phase instability and corresponding renormalization of the phase relationship of the emitted field and the polarization response of the inverted medium. This leads to a significant increase in the frequency of nutation oscillations and a change in the time profile of the superradiance intensity. Model calculations have been performed for the parameters of semiconductor quantum dot microlasers.

•Jan 1, 2026•0 citations

Collective spontaneous emission (Dicke superradiance)

A.V. Andreev, V.I. Emel'yanov, Yu A Il'inskiĭ

КОЛЛЕКТИВНОЕ СПОНТАННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ (СВЕРХИЗЛУЧЕНИЕ ДИКЕ) А. В. Андреев, В. И. Емельянов, Ю. А. Ильинский СОДЕРЖАНИЕ 1. Введение 2. Сверхизлучение систем с размерами меньше длины волны излучения . . . .3. Сверхизлучение протяженных систем а) Общие соображения (660).б) Одномодовая модель сверхизлучения (661).в) Квантовая миогомодовая теория сверхизлучения (662).1) Условия возникновения эффекта (663); 2) Анализ решения системы уравнений многомодового сверхизлучательного распада (666); 3) Сверхизлучение в слабоусиливающих средах (667); 4) Осцилляторный режим сверхизлучения (669); 5) Сверхизлучение неоднородно уширенных систем (670); 6) Конкуренция коллективных и спонтанных процессов (672).г) Полуклассическая теория сверхизлучения.Учет пространственного изменения огибающей поля (673).д) О роли флуктуации при сверхизлучательном распаде (блоховское представление) (674).4. Сверхизлучение в коротковолновом диапазоне 676 а) Сверхнзлученг J в гамма-диапазоне (676).б) Сверхизлучение в рентгеновском диапазс.ге(677). 5. Экспериментальное исследование сверхпзлучения а) Сверхнзлучение на вращательных переходах молекул (679).б) Сверхизлучение на оптических переходах атомов (680).6. Сверхизлучение при комбинационном рассеянии света (многомодовая теория) 683 Основные уравнения теории СИКР и анализ их решения (684) 7. Заключение 691 Дополнение.Фазовый переход в равновесной системе двухуровневых атомов, взаимодействующих через электромагнитное поле 692 Цитированная литература 693 1. ВВЕДЕНИЕВ своей основополагающей работе г Дике в 1954 г. показал, что система N инвертированных двухуровневых атомов может спонтанно перейти в основное состояние за время, обратно пропорциональное числу атомов т с ~ 1A/V.Этот эффект обусловлен наведением корреляций между моментами перехода пространственно разделенных излучателей, взаимодействующих друг с другом через поле излучения.В результате атомы, находящиеся в макроскопически большом объеме, излучают когерентно.Поскольку полная энергия, излучаемая коллективом TV атомов, равна ΝΗω 0 , где ω 0 -частота перехода, то интенсивность излучения 7~ JVUco o /i: c ~ iV 2 .Такое излучение получило название коллективного спонтанного излучения или сверхизлучения (СИ) Дике *).В случае обычного спонтанного *) В зарубежной литературе помимо этого названия испол!:ι ется такж термин «суперфлуоресценция».

Uspekhi Fizicheskih Nauk•Jan 1, 1980•83 citations

Propagation Features of EM-Field Pulse Electric Component in Dielectric in Case of Self-Induced Transparency

Andrey Nikolaevich Volobuev, В. А. Неганов

Рассмотрено формирование импульса электромагнитного излучения при распространении в диэлектрической среде в условиях самоиндуцированной прозрачности. Показано, что с помощью уравнений Максвелла–Блоха такой импульс описывается неудовлетворительно. Предложен способ связи среднего числа заполнения и энергии импульса, учитывающий энергетическое насыщение среды. Представлен расчет электрической составляющей импульса.

Radio physics and radio astronomy•Dec 1, 2004•0 citations

Polarization of coherent optical radiation in moving medium

МГТУ им. Н.Э. Баумана, В. О. Гладышев, Д. И. Портнов +5 more

Поляризация когерентного оптического излучения в движущейся среде 1 УДК 530.12 Поляризация когерентного оптического излучения в движущейся среде © В.О.Гладышев, Д.И.Портнов, В.Л.Кауц, Т.М.Гладышева

Engineering Journal Science and Innovation•Nov 1, 2013•0 citations

Resonance interaction of intense light with atoms

Nikolai B. Delone, В. П. Крайнов

1978 г.Апрель Том 124, вып. 4 УСПЕХИ ФИЗИЧЕСКИХ HAVE 339.186.22РЕЗОНАНСНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ИНТЕНСИВНОГО СВЕТА С АТОМАМИ Н. Б. Делоне, В. И. Крайнев СОДЕРЖАНИЕ 1. |Введение 619 2. Двухуровневая система 624 3. Спектры резонансной флуоресценции 629 4. Трехуровневая сдстема в резонансных полях 633 5. Многофотонное возбуждение 638 6. Резонансная ионизация атомов 643 7. Заключение 647 Цитированная литература 648 1. ВВЕДЕНИЕ В этом обзоре рассмотрена общая картина резонансных нелинейнооптических явлений, возникающих при взаимодействии света с атомами.Всюду рассмотрение будет проведено для простейшей моделивзолированный атом в монохроматическом классическом внешнем поле.Такая модель, с одной стороны, позволяет точно описать многочисленные элементарные процессы, а с другой стороны, является достаточно реалистичной.В настоящее время практически на любой частоте видимого диапазона можно получить излучение достаточно большой интенсивности с шириной спектра порядка естественной ширины атомных уровней или даже с меньшей шириной.Осуществление метода пересекающихся пучков,-светового и атомного,-позволяет не принимать во внимание аффект Допплера.Большая интенсивность лазерного излучения, а также высокая чувствительность детекторов фотонов и ионов позволяет использовать достаточно разреженные мишени и тем самым игнорировать вторичные процессы.Следует также иметь в виду, что именно такие идеальные условия оптимальны для широкого круга практически важных задач, связанных с селективным воздействием интенсивного лазерного излучения на атомарную среду.В первую очередь уточним содержание, которое мы вкладываем в понятие резонансного взаимодействия.Когда возникает речь о резонансе между частотой внешнего поля ω {или его высших гармоник) и частотой перехода ω ηη между определенными связанными состояниями электрона в атоме Е 1 % и Е%\ то всегда предполагается, что эти частоты близки.В простейшем случае однофотонного резонанса, о котором мы будем говорить вначале, условие близости имеет вид ω та ш тп = Е™ -Е 1 °\ где Е'£\ п -энергии связанных состояний в невозмущенном атомном спектре *).Из практики хорошо известно, что *) Всюду будут использованы единицы е = h = m e = 1.© Главная редакция физико-математической литературы издательства «Наука», «Успехи физических наук», 1978.*) Уравнения (5) именуются часто «оптическими уравнениями Блоха».**) Dressed states (англ.).***) Dressed atom (англ.).

Uspekhi Fizicheskih Nauk•Jan 1, 1978•6 citations

Negative ion in a strong optical field

Павел Абрамович Головинский, Igor Yu. Kiyan

1. Введение.К настоящему времени, благодаря интенсивному раз витию лазеров, появилась возможность практического исследования в широком диапазоне частот излучения нелинейного взаимодействия атомных систем с электромагнитным излучением.Результатами такого взаимодействия может быть, в частности, нелинейное рассеяние света и многофотонная ионизация.Имеются обширные теоретические и экспериментальные исследова ния нелинейного взаимодействия атомов с сильным световым полем 3].Настоящий обзор посвящен нелинейным процессам в отрица тельных ионах, которые исследованы значительно менее подробно.Следует отметить, что энергия сродства атома к электрону всегда меньше его первого потенциала ионизации.Следовательно, для излуче ния лазера с определенной частотой процесс нелинейного фотораспада отрицательного иона всегда имеет меньший порядок нелинейности, чем процесс ионизации атома.В табл.I приведены степени нелинейности фотораспада различных отрицательных ионов для частот излучения различных лазеров.Указанные в табл.I энергии сродства взяты из ра боты [4].Остановимся сравнительно кратко на особенностях строения отри цательных ионов.Принципиальное отличие отрицательных ионов от атомов заключается в строении внешней оболочки, которая может содержать p или электрон.При переходе к внутренним оболочкам отличия отрицательного иона от атома стира ются.Поэтому всюду, где это не будет нарушать целостности изложе

Uspekhi Fizicheskih Nauk•Jan 1, 1990•8 citations
Ha ocнове модификации ypaвнений Максвелла-Блоха проанализированы особенности излучения импульсных лазеров в условиях когерентного взаимодействия светового поля со средой усиливающего элемента и присущей среде резонансной фазовой нелинейности. Моделирование когерентного эффекта сверхизлучения, развивающегося в резонаторе, проведено для параметров систем квантовых точек в полупроводниковых наногетероструктурах
Проведена модификация системы уравнений Максвелла – Блоха, позволившая анализировать особенности структуры сверхизлучения, развивающегося в резонаторах импульсных лазеров. Учтена возможность влияния безынерционной по отношению к вариациям инверсной заселенности нелинейности материального отклика активного элемента в схеме резонатора на временнýю структуру излучаемого светового поля. Нелинейность приводит к фазовой неустойчивости и соответствующей перенормировке фазового соотношения излучаемого поля и поляризационного отклика инвертированной среды. Это ведет к значительному повышению частоты нутационных осцилляций и изменению временнóго профиля интенсивности сверхизлучения. Модельные расчеты проведены для параметров микролазеров на полупроводниковых квантовых точках. = The Maxwell – Bloch equations system has been modified to analyze the structural features of superradiance developing in pulsed laser resonators. The possibility of the influence of the inertialess nonlinearity of the material response of the active element in the resonator circuit on the temporal structure of the emitted light field with respect to population inversion variations has been taken into account. Nonlinearity leads to phase instability and corresponding renormalization of the phase relationship of the emitted field and the polarization response of the inverted medium. This leads to a significant increase in the frequency of nutation oscillations and a change in the time profile of the superradiance intensity. Model calculations have been performed for the parameters of semiconductor quantum dot microlasers.
КОЛЛЕКТИВНОЕ СПОНТАННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ (СВЕРХИЗЛУЧЕНИЕ ДИКЕ) А. В. Андреев, В. И. Емельянов, Ю. А. Ильинский СОДЕРЖАНИЕ 1. Введение 2. Сверхизлучение систем с размерами меньше длины волны излучения . . . .3. Сверхизлучение протяженных систем а) Общие соображения (660).б) Одномодовая модель сверхизлучения (661).в) Квантовая миогомодовая теория сверхизлучения (662).1) Условия возникновения эффекта (663); 2) Анализ решения системы уравнений многомодового сверхизлучательного распада (666); 3) Сверхизлучение в слабоусиливающих средах (667); 4) Осцилляторный режим сверхизлучения (669); 5) Сверхизлучение неоднородно уширенных систем (670); 6) Конкуренция коллективных и спонтанных процессов (672).г) Полуклассическая теория сверхизлучения.Учет пространственного изменения огибающей поля (673).д) О роли флуктуации при сверхизлучательном распаде (блоховское представление) (674).4. Сверхизлучение в коротковолновом диапазоне 676 а) Сверхнзлученг J в гамма-диапазоне (676).б) Сверхизлучение в рентгеновском диапазс.ге(677). 5. Экспериментальное исследование сверхпзлучения а) Сверхнзлучение на вращательных переходах молекул (679).б) Сверхизлучение на оптических переходах атомов (680).6. Сверхизлучение при комбинационном рассеянии света (многомодовая теория) 683 Основные уравнения теории СИКР и анализ их решения (684) 7. Заключение 691 Дополнение.Фазовый переход в равновесной системе двухуровневых атомов, взаимодействующих через электромагнитное поле 692 Цитированная литература 693 1. ВВЕДЕНИЕВ своей основополагающей работе г Дике в 1954 г. показал, что система N инвертированных двухуровневых атомов может спонтанно перейти в основное состояние за время, обратно пропорциональное числу атомов т с ~ 1A/V.Этот эффект обусловлен наведением корреляций между моментами перехода пространственно разделенных излучателей, взаимодействующих друг с другом через поле излучения.В результате атомы, находящиеся в макроскопически большом объеме, излучают когерентно.Поскольку полная энергия, излучаемая коллективом TV атомов, равна ΝΗω 0 , где ω 0 -частота перехода, то интенсивность излучения 7~ JVUco o /i: c ~ iV 2 .Такое излучение получило название коллективного спонтанного излучения или сверхизлучения (СИ) Дике *).В случае обычного спонтанного *) В зарубежной литературе помимо этого названия испол!:ι ется такж термин «суперфлуоресценция».
Рассмотрено формирование импульса электромагнитного излучения при распространении в диэлектрической среде в условиях самоиндуцированной прозрачности. Показано, что с помощью уравнений Максвелла–Блоха такой импульс описывается неудовлетворительно. Предложен способ связи среднего числа заполнения и энергии импульса, учитывающий энергетическое насыщение среды. Представлен расчет электрической составляющей импульса.
1978 г.Апрель Том 124, вып. 4 УСПЕХИ ФИЗИЧЕСКИХ HAVE 339.186.22РЕЗОНАНСНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ИНТЕНСИВНОГО СВЕТА С АТОМАМИ Н. Б. Делоне, В. И. Крайнев СОДЕРЖАНИЕ 1. |Введение 619 2. Двухуровневая система 624 3. Спектры резонансной флуоресценции 629 4. Трехуровневая сдстема в резонансных полях 633 5. Многофотонное возбуждение 638 6. Резонансная ионизация атомов 643 7. Заключение 647 Цитированная литература 648 1. ВВЕДЕНИЕ В этом обзоре рассмотрена общая картина резонансных нелинейнооптических явлений, возникающих при взаимодействии света с атомами.Всюду рассмотрение будет проведено для простейшей моделивзолированный атом в монохроматическом классическом внешнем поле.Такая модель, с одной стороны, позволяет точно описать многочисленные элементарные процессы, а с другой стороны, является достаточно реалистичной.В настоящее время практически на любой частоте видимого диапазона можно получить излучение достаточно большой интенсивности с шириной спектра порядка естественной ширины атомных уровней или даже с меньшей шириной.Осуществление метода пересекающихся пучков,-светового и атомного,-позволяет не принимать во внимание аффект Допплера.Большая интенсивность лазерного излучения, а также высокая чувствительность детекторов фотонов и ионов позволяет использовать достаточно разреженные мишени и тем самым игнорировать вторичные процессы.Следует также иметь в виду, что именно такие идеальные условия оптимальны для широкого круга практически важных задач, связанных с селективным воздействием интенсивного лазерного излучения на атомарную среду.В первую очередь уточним содержание, которое мы вкладываем в понятие резонансного взаимодействия.Когда возникает речь о резонансе между частотой внешнего поля ω {или его высших гармоник) и частотой перехода ω ηη между определенными связанными состояниями электрона в атоме Е 1 % и Е%\ то всегда предполагается, что эти частоты близки.В простейшем случае однофотонного резонанса, о котором мы будем говорить вначале, условие близости имеет вид ω та ш тп = Е™ -Е 1 °\ где Е'£\ п -энергии связанных состояний в невозмущенном атомном спектре *).Из практики хорошо известно, что *) Всюду будут использованы единицы е = h = m e = 1.© Главная редакция физико-математической литературы издательства «Наука», «Успехи физических наук», 1978.*) Уравнения (5) именуются часто «оптическими уравнениями Блоха».**) Dressed states (англ.).***) Dressed atom (англ.).
1. Введение.К настоящему времени, благодаря интенсивному раз витию лазеров, появилась возможность практического исследования в широком диапазоне частот излучения нелинейного взаимодействия атомных систем с электромагнитным излучением.Результатами такого взаимодействия может быть, в частности, нелинейное рассеяние света и многофотонная ионизация.Имеются обширные теоретические и экспериментальные исследова ния нелинейного взаимодействия атомов с сильным световым полем 3].Настоящий обзор посвящен нелинейным процессам в отрица тельных ионах, которые исследованы значительно менее подробно.Следует отметить, что энергия сродства атома к электрону всегда меньше его первого потенциала ионизации.Следовательно, для излуче ния лазера с определенной частотой процесс нелинейного фотораспада отрицательного иона всегда имеет меньший порядок нелинейности, чем процесс ионизации атома.В табл.I приведены степени нелинейности фотораспада различных отрицательных ионов для частот излучения различных лазеров.Указанные в табл.I энергии сродства взяты из ра боты [4].Остановимся сравнительно кратко на особенностях строения отри цательных ионов.Принципиальное отличие отрицательных ионов от атомов заключается в строении внешней оболочки, которая может содержать p или электрон.При переходе к внутренним оболочкам отличия отрицательного иона от атома стира ются.Поэтому всюду, где это не будет нарушать целостности изложе