Введение 3
1 Обзор литературы и план исследования 4
1.1 Обзор литературах 4
1.2 План исследования 7
2 Эксперименталвная установка и методика моделирования системы 9
2.1 Описание эксперименталвного оборудования 9
2.2 Моделирование исследуемой системвх 12
3 Резулвтатвх и обсуждение 17
Ввхводвх 26
Литература 27
Целью настоящей работы является теоретическая интерпретация экспериментальных результатов исследования явления сверхизлучения в парах атомов рубидия в сильном поле импульсного излучения фемтосекундного лазера.
Актуальность работы заключается в том, что явление сверхизлучения можно использовать в тех областях спектра, в которых невозможно или трудно создать лазеры - в УФ и рентгеновском диапазоне, там, где невозможно создать резонатор.
Новизна работы заключается в том, что на основе анализа экспериментальных результатов и теоретического моделирования сделан вывод о возможности получения источника когерентного излучения при действии коротких фемтосекундных импульсов за счет нелинейного интерференционного эффекта (НИЭФ), при котором связываются когерентности на смежных переходах: переход с излучения накачки и исследуемый переход сверхизлучения. Показано, что сверхизлучение наблюдается не за счет распада заселенности верхнего уровня, а за счет НИЭФ. Данный эффект может быть применен для создания источников когерентного излучения в УФ, рентгеновском и у-диапазоне.
Таким образом, в работе проведена теоретическая интерпретация экс- перименталвнвхх резулвтатов по сверхизлучению. Показано, что сверхизлучение на исследуемом переходе (420 нм) возможно как за счет образование макроскопического диполвного момента при переходе 4 $ 1, так и НИЭФ на смежнвхх переходах.
При этом короткий лазернвхй импулвс накачки должен иметв площадв импулвса порядка 2. Это означает, что на этом импулвсе укладвхвается одно колебание с частотой Раби для излучения накачки.
[1] R. Н. Dicke. Physical Review, 93:99, 1954.
[2] Шумовский А. С. Боголюбов H. H. (мл.). Сверхизлучение. Лекции для молодых ученых, Дубна, ОИЯИ, 38, 1987.
[3] Эберли Дж. Аллен Л. Оптический резонанс и двухуровневвхе атомы. Мир, 1978.
[4] N. Skribanowitz, I. Р. Herman, J. С. MacGillivray, and М. S. Feld. Observation of dicke superradiance in optically pumped hf gas. Phys. Rev. Lett., 30, Feb 1973.
[5] Менвшиков Л. И. УФН, 169:113, 1999.
[6] J. Marek. Observation of superradiance in Rb vapour. Journal of Physics B: Atomic and Molecular Physics, 12(7), 1979.
[7] A. Crubellier, S. Liberman, and P. Pillet. Doppler-free superradiance experiments with Rb atoms: Polarization characteristics. Physical Review Letters, 41(18), 1978.
[8] A Crubellier, S Liberman, P Pillet, and M G Schweighofer. Experimental study of quantum fluctuations of polarisation in superradiance. Journal of Physics B: Atomic and Molecular Physics, 14(5), 1981.
[9] A Crubellier, S Liberman, and P Pillet. Superradiance fluctuations in a j= 1 / 2 to j’= 1 / 2 atomic system. Journal of Physics B: Atomic and Molecular Physics, 17(14), 1984.
[10] A Crubellier, S Liberman, and P Pillet. Superradiance theory and random polarisation. Journal of Physics B: Atomic and Molecular Physics, 19(18):2959, 1986.
[11] A. I. Lvovsky, S. R. Hartmann, and F. Moshary. Omnidirectional superfluorescence. Phys. Rev. Lett., 82, May 1999.
[12] E. Paradis, B. Barrett, A. Kumarakrishnan, R. Zhang, and G. Raithel. Observation of superfluorescent emissions from laser-cooled atoms. Phys. Rev. A, 77, Apr 2008.
[13] Gombojav O. Ariunbold, Michael M. Kash, Vladimir A. Sautenkov, Hebin Li, Yuri V. Rostovtsev, George R. Welch, and Marian O. Scully. Observation of picosecond superfluorescent pulses in rubidium atomic vapor pumped by 100-fs laser pulses. Phys. Rev. A, 82, Oct 2010.
[14] Стенхольм С. Основы лазерной спектроскопии. Мир, 1987.
[15] Ресурсный центр СПбГУ, http://laser.spbu.ru/projects-rus/femto-piko-rus. html.
...