Когерентное пленение населенности и его использование в процессах резонансного нелинейного преобразования частоты
Диссертация
Целью диссертации является исследование эффекта КПН в импульсном и непрерывном режимах с учётом распространения взаимодействующих импульсов и изучение его влияния на эффективность преобразования частот в молекулярных и атомных средах как для генерации жёстких коротковолновых излучений в непрерывном и импульсном режимах, так и для преобразования импульсов ИК излучения в видимый диапазон… Читать ещё >
Содержание
- Глава. Jt. Обзор литературы
- Гйав’а II. Эффект КНН в многоур овневых квантовых атомно-молекулярных системах
- 1. Распространение лазерного излучения в условиях КПН — стационарный случай
- 1. 1. Основные уравнения
- 1. 2. Показатели поглощения и преломления, нелинейные восприимчивости
- 1. 3. Численный анализ полученных выражений
- 1. 4. Влияние КПН на распространив волн в среде
- 2. Учёт теплового доплеровского уширения
- 3. Обобщение задачи на случай молекулярных систем
- 1. Распространение лазерного излучения в условиях КПН — стационарный случай
Список литературы
- Архипкин В.Г., Попов А. К. Нелинейное преобразование света в газах. -Новосибирск: Наука, 1987. — 142 с.
- Архипкин В.Г., Попов А. К. Нелинейная оптика и преобразование света в газах//УФН. 1987.-Т. 153, вып.З.-С. 423−468.
- Arkhipkin V.G., Popov А.К. Nonlinear optics in gases: generation, upconversion and optical phase-conjugation//Laser and Applications: proc. of the International School, USSR, Sayanogorsk. Krasnoyarsk, 1991. part 1, C. 98−123.
- Райнтжес Дж. Нелинейные оптические параметрические процессы в жидкостях и газах. М.: Мир, 1987. — 510 с.
- Franken P. A., Hill А. Е., Peters С. W., Weiweich G. Generations of optical harmonics Phys. Rev. Lett., 1961, v.7, p.118−119.
- Midwinter J. E. Conversion of infrared images in visibles area // Appl. Phys. Lett., 1968, v. 12, p. 68.
- Bloom D. М. et al. Efficient generation of theerd harmonic in vapours of alkaline metals //Appl. Phys. Lett. 1975. V. 12. P. 687.
- Hanna D.C., Yuratich M.A., Cotter D. Nonlinear Optics of Free Atoms and Molecules. Berlin- Heidelberg- New York: Springer-Verlag, 1979.
- Архипкин В.Г., Геллер Ю. И., Попов A.K., Проворов А. С. Четырехволновое смешение частот в газонаполненных волноводах // Квантовая электроника. 1985. — Т. 12, № 7. — С. 1420−1424.
- Newton J.H., Young J.F. Infrared image upconversion using, two-photon resonant optical four-wave mixing in alkali metal vapors //IEEE J. Quantum Electron. 1980. V.16. № 3 P. 268.
- Dutta N. Two-photon four-wave mixing with nonmonochromatic waves // J.Phys. 1980. — V. B13, № 2. — P.411−426.
- D.M.Pepper. Nonlinear optical phase conjugation // Opt.Engin. 1982. — V. 21, № 2 -P. 156−183.
- Arkhipkin V.G., Heller Yu.I., Popov A.K., Provorov A.S. Frequency mixing in a gas-filled waveguide for VUV light generation.// Appl. Phys. 1985. — V. B37,№ 1. -P. 93−97.
- Reintjes J. Generation of ultrasoft rentgen radiation in vapours of metals //Appl. Opt. 1980. V. 19. P. 3889.
- Jamros W., Stoicheff B.P. Progress in Optics // Ed. E. Wolf. Amsterdam: North-Holland, 1983 — V.20 P.325.
- Hilbig R., Wallenstein R. Enhanced production of tunable VUV radiation by phase-matched frequency trippling in kripton and xenon. IEEE J.Quant.Electr. -1981. -V. QE-17, № 8. P. 1566−1573.
- Egger H., Pummer H., Rhodes С. K. About new sources of hard (VUV and rentgen) radiations. //Laser Focus 1982. V. 18. P. 64.
- Freeman R.R., Bjorklund G.C., Econmou N.P., et.al. Generation of cw VUV coherent radiation by four-photon sumfrequecy mixing in Sr vapor // Appl.Phys.Lett. 1978. — V. 33, № 11. -P.739−742.
- Хилбих P., Хилбер Г., Тиммерман, А и др. Широко перестраиваемое ВУФ излучение, генерируемое при смешении частот в газах.// Изв. АН СССР. Сер.Физич. 1986. — Т. 50, № 4 — С.614−619.
- Lukinykh V.F., Myslivets S.A., Popov А.К., Slabko V.V. Ninth-order nonlinear polarization and VUV generation in Hg vapor // Appl.Phys.B 1984. -V. 34, № 3. — P. 171−173.
- Архипкин В.Г., Высотин A.JI., Им Тхек-де, Подавалова О.П., Попов А. К. Резонансное четырехволновое смешение частот в непрерывномрежиме в парах натрия // Квантовая электроника. 1986. -Т. 7, № 7. — С. 1352−1359.
- Wallace S.C. Photoselective Chemistry/Eds J. Jortner, R. D. Levine, S. A. Rice. New York: Wiley, 1981. -Pt. 2. P. 135.
- Stoicheff B.P. et al.//Laser Techniques for Extreme Ultraviolet Spectroscopy // Eds T. J. Mcllrath, B. R. Freeman. New York: Am. Inst. Phys., 1982. — P. 19.
- Vidal C.R., Cooper J.J. Heat-pipe oven: A new welldefined metal vapor device for spectroscpic measurement // Appl.Phys. 1969 — V.40, № 3. — P.3370−3374.
- Cavalieri S., Pavone F.S., Matera M. Observation of laser-induced resonance in the photoionization spectrum of sodium // Phys.Rev.Lett. 1991. — V.67, № 26. P.3673−3676.
- Streater A., Cooper J., Rees D.T. Transfer and redistribution of polarized light in resonance lines. 1. Quantum formulation with collisions // The Astrophysical Journal. 1988. — V. 335. — P.503−525.
- Ravi S., Agarwal G.S. Absorption spectroscopy of strongly perturbed bound-continuum transitions // Phys.Rev. A 1987. — V. 35, № 8. — P. 3354−3367.
- Rhodes С. K. Novel Materials and Technology in Condensed Matter//Eds G. W. Grabtree, P. Vashishta. Elsevier Science, 1982. — P. 151.
- Bjorklund G.C., Harris S.E., Young J.F. Vacuum ultraviolet holography //Appl. Phys. Lett. 1974. V. 25. P. 451−452.
- Бонч-Бруевич A.M., Ходовой В. А. Методы изучения Штарк-эффекта в атомах. //УФН 1967. — Т. 93, № 1. — С. 71.
- Раутиан С.Г., Собельман И. И. Форма линии и дисперсия в области полосы поглощения с учетом вынужденных переходов // ЖЭТФ 1961. — Т. 41, вып.2(8). — С. 456−464.
- Бетеров И.М., Чеботаев В. П. Трехуровневый газовый лазер // Письма в ЖЭТФ. 1969. — Т. 9, вып.4 — С. 216−220.
- Th.Hansch, R. Keil, F. Schabert и др. Interaction of laser light waves by dynamic stark splitting // Z.Physik. 1969. — V. 226. — P. 293−296.
- Попова Т.Я., Попов А. К. Резонансные радиационные процессы и коэффициент усиления // Журн. прикл. спектр. 1970. — Т. 12, вып.6. — С. 989−993-
- Попова Т.Я., Попов А. К. Форма линии усиления в сильном поле на смежном переходе // Известия вузов. Физика. № 11. — С. 38−44.
- Maneesh Jain, Hui Xia, Yin G.Y., Harris S.E. Efficient nonlinear frequency with maximal atomic coherence// Phys.Rev.Lett. 1996, v.77, 4326.
- Демтредер В. Лазерная спектроскопия. М., Наука, 1985.
- Стенхольм С. Основы лазерной спектроскопии. М., Мир, 1987.
- Шен И. Р. Принципы нелинейной оптики. М., Наука, 1989.
- Bell W.E., Bloom A.L. Optically driven spin precession//Phys. Rev. Lett. 1961, V.6, P. 280−281.
- Агапьев Б.Д., Горный М. Б., Матисов Б. Г., Рождественский Ю. В. Когерентное пленение населеностей в квантовых системах // УФН 1993. -Т. 163, № 9.-С. 1−36.
- Arimondo Е., Orriols G. Nuovo Cimento Lett. 1976,17, 333. Orriols G. Nuovo Cimento. B. 1979, 53, 1.
- Takagi K., Curl R.F., Su R.T.M. Spectroscopy with modulation sideband II Appl. Phys. 1975, 7, 181−185.
- Gray H.R., Whitly R.M., Stroud C. R- Some theoretical questions of effect of modulation sideband // Jr. Opt. Lett. 1978,3, 218.
- Alzettf G., Moi I., Orriols G. Optical relaxation effectsoh magnetic resonances in vapours oriented by broad-line laser excitation // Opt. Commun. 1982, V.42, P.335−340.
- Dalton B.J., Knight P. I Population trapping and ultranarrow raman lineshapes indused by phase-fluctuating fields // Opt. Commun. 1982, 42, 411- J. phys. B. 1982,15,3997.
- Radnor P.M., Knight P.L. Transitions proceces in three-level systems in conditions of two-foton resonance // I J. Phys. B. 1982,15, p.561−566.
- Dalton B.J., McDuff R., Knight P.L. Opt. Acta. 1985, 32, p.61.
- Cardimona D.A., Sharma M.P., Ortega M.A. Lineshapes of absorption in conditions of coherent population trapping // J. Phys. B. 1989, 22, p.4029−4031.
- Walls D.F., Zoller P. A coherent nonlinear mechanism for optical Instability from three level atoms// Opt. Commun. 1980, 34, 260.
- Agrawal G.P. Laser with three-level absorbers // Phys. Rev. A. 1981, 24, 13 991 403.
- Mlynek J, Mitsehke F., Deserno R. Et al. Optical bistability from three-level atoms with the use of a coherent nonlinear mechanism // Phys. Rev. A. 1984,29, 1297.
- Laser Cooling and Trapping of Atoms. Eds. S. Chu, C. Wieman. J. Opt. Soc. Am. B. 1989,6.2020.
- Chang S., Garraway В., Minogin V.C. Deep cooling of three-level atoms in two standing waves // Opt. Commun. 1990, 77, 19.
- Рождественский Ю.В., Якобсон H.H. Температура А-атомов придвухчастотном охлаждении // ЖЭТФ. 1991, 99, 1679.
- Косачев Д.В., Матисов Б. Г., Рождественский Ю. В. Коллимация и сжатие атомных пучков в условиях КПН // Квантовая электроника. 1992,19, № 7,713.
- Aspect A., Arimondo Е., Kaizer R. et al. The temperature limit of cooling in conditionons of CPT // Phys. Rev. Lett. 1988, 61,826−830.
- Aspect A., ArimondoE., Kaizer R. Et al. J. Quantum limit of cooling in three-level atoms in field of two standing waves // Opt. Soc. Am. B. 1989, 6,2112.
- Mauri F., Arimondo E. Ultradeep cooling in conditions of coherent population trapping // Europhys. Lett. 1991.16,717.57.01shany M.A. Geting over doppler limit of cooling three-level atoms // J. Phys. B. 1991, 24, L583.
- Миногин В.Г., Летохов B.C. Давление лазерного излучения на атомы.// М., Наука, 1986.
- Buckle S.J., Barnett S.M., Knight P. I, et al Optica Acta. 1986, 33,1129.
- Kosachiov D.V. Matisov B.C. Rozhdestvenskii Yu.V. Coherent populationtrapping: sensitivity of on atomic system to the relative phase of exiting fields // Opt. Conunun. 1991. V.85, p.209−212-
- Sfuihriar M.S. Hemmer P.R. three-level atom in the three resonant fields // Phys. Rev. Lett. 1990, 65,1865.
- Khanin Ya.I., Kocharovskaya O.A. Inversionless amplification of ultraviolet pulses and coherent population trapping in a three-level medium // J.Opt.Soc.B 1990,-V. 7, № 10. — P. 2016−2024.
- Fill E.E., Scully M.O., Zhu. S.-Y. basing without inversion via the lambda quantum-beat laser in the collision-dominated regime // Optics Communs.-1990.-V.77, № 1.-P.36−40.
- Scully M.O., Fleischhauer M. Laser without inversion // Science-1994-V.263, № 1. -P.337−338.
- Fill E.E., Scully M.O., Zhu. S.-Y. Lasing without inversion via the lambda quantum-beat laser in the collision-dominated regime // Optics Communs-1990-V.77, № 1-P.36−40.
- Kocharovskaya O.A. Amplification and lasing without inversion // Phys.Rep.-1992. V.219, № 3−6. — P.175−190.
- Kocharovskaya O.A., Mandel P. Amplification without inversion: the double A-scheme // Phys.Rev. A 1990. — V. 42, № 1. -P. 523−535.
- Кочаровская O.A., Ханин Я. И. Когерентное усиление ультракоротких импульсов в трехуровневой среде без инверсии населенности // Письма в ЖЭТФ. 1988. — Т.48. — С.581−584.
- Kocharovskaya О.А., Mauri A., Arimondo Е. Laser without population inversion and coherent trapping // Optics Communs. 1991. V. 84, № 4. — P. 393−400.
- Harris S.E. Electromagnetically induced transparency // Physics Today-1997-№ 7. P.36−42.
- Eberly J.H., Ponds M.L., Haq H.R. Dressed-field pulses in absorbing medium // Phys.Rev.Lett. 1994. — 72, № 1. — P. 56−59.
- Grobe R., Hioe F.T., Eberly J.H. Formation of shape-preserving pulses in a nonlinear adiabatically integrable system // Phys.Rev.Lett. 1994. — V. 73, № 24.-P. 3183−3186.
- Архипкин В.Г., Мысливец C.A. Когерентное пленение населенностей и гигантское увеличение эффективности резонансного трехволнового смешения частот в изотропных средах // Квантовая электроника- 1995 -Т.22, № 9. С.933−935.
- В.Г.Архипкин, В. Ю. Апанович, С. А. Мысливец Резонансное трехволновое смешение частот и квантовая интерференция // Известия РАН, сер. физическая, 1996 — Т.79, № 6, С. 59.
- Архипкин В.Г., Мысливец С. А., Манушкин Д. В., Попов А. К. Резонансное рамановское смешение частот в условиях когерентного пленения населенностей // Квантовая электроника. 1998. — Т. 25.
- Arkhipkin V.G., Myslivets S.A., Manushkin D.V., Popov А.К. Resonant Raman-type mixing using coherent population trapping // Proc. XI International Vavilov Conference. 1998.
- Манушкин Д.В., Резонансное рамановское смешение частот в условиях когерентного пленения населенностей.//Вестник КГТУ: Сборник научных статей аспирантов и студентов. Вып. 9//Под ред. С. Г. Овчинникова. Красноярск: Изд-во КГТУ, 1997. 205 с.
- V.G. Arkhipkin, D.V. Manushkin, V.P. Timofeev. Propagation of Delayed Laser Pulses in a Three-Level Medium.// CLEO/EUROPE-EQEC'98: Advance programme//Glasgow, Scotland, 1998, p.99.
- V.G. Arkhipkin, S.A. Myslivets, D.V. Manushkin, A.K. Popov. Four-Wave Mixing Enhanced by Coherent Population Trapping.//CLEO/EUROPE-EQEC'98: Advance programme// Glasgow, Scotland, 1998, p. 100.
- V.G.Arkhipkin, D.V.Manushkin, V.P.Timoftev. Propagation of Gaussian Pulses Under Condition of Adiabatic Population Transfer.//XVI International Conference on Coherent and Nonlinear Optics (ICONO'98) Technical digest. Moscow, Russia, 1998, p.264.
- Манушкин Д.В. Резонансное рамановское смешение в условиях когерентного пленения населённостей.//НКСФ-96, сборник тезисов, Красноярск, 1996, 35.
- Kuklinski J.R., Gaubatz U., Hioe F.T., Bergmann К. Adiabatic population trasfer in a three-level system driven by delayed pulses // Phys.Rev.A 1989 -V. 40, № 11.-P. 6741−6744.
- Hioe F.T. Theory of generalized adiabatic following in multilevel systems // Phys Letters. 1983. — V.99A, № 4. — P. 150−155.
- Oreg J., Hioe F.T., Eberly J.H. Adiabatic following in multilevel systems // Phys.Rev.A- 1984. V.29, № 1, — P. 690−697.
- Gaubatz U., Rudecki P., Bergmann K. Population transfer between molecular vibrational levels by stimulated Raman scattering with partally overlapping laserfields. A new concept and experimantal results // J.Chem.Phys. 1990. -V.92,№ 9.-P. 5364−5376.
- Harris S.E. Normal modes for electromagnetically induced transparency // Phys.Rev.Lett. 1994. — V.72, № 1. — 52−55.
- Agarwal G.S. Coherent population trapping states of a system interacting with quantized fields and the production of the photon statistics matched fields И Phys.Rev.Lett.- 1993,-V.71, № 9.-P. 1351−1354.
- Harris S.E. Electromagnetically induced transparency with matched pulses // Phys.Rev.Lett. 1994. — V.70, № 5. — P. 552−555.
- Wang N, Rabitz H. Optimal control of pulse amlification without inversion // Phys.Rev.A. 1996,-V. 53, № 3,-P. 1879−1885.
- Eberly J.H. Transmission of dressed fields in three-level media // Quantum Semiclass. Opt. 1995. — V. 7. — P. 373−384.
- Harris S.E., Zhen-Fei Luo. Preparation energy for electromagnetically induced transparency // Phys.Rev.A 1995. — V. 52, № 2. — P. R928-R931.
- С.А.Ахманов, В. А. Выслоух, А. С. Чиркин. Оптика фемтосекундных лазерных импульсов.// М., Наука, 1988.
- A. Icsevgit, W.E. Lamb Propagation of light pulses in laser amplifire // Phys. Rev. A., 185, 517, (1969).
- Heller Yu.I., Popov A.K. Parametric generation and absorption of tunable vacuum ultraviolet radiation controlled by laser-induced autoionizing-like resonance in continuum // Optics Communs. 1976. — V. 18, № 4. — P. 11 291 139.
- Harris S.E., Field J.F., Imamoglu A. Nonlinear optical procces using electromagnetically induced transparency // Phys.Rev.Lett. 1990. — V. 64, № 10.-P. 1107−1110.
- Zhang G.Z., Hakuta K., Stoichff B.P. Phys.Rev.Lett. Nonlinear optical generation using electromagnetically induced transparency // 1993. — V. 71, № 19. — P. 3099−3102.
- Hakuta K., Marmert L., Stoicheff B.P. Electric-field-induced second-harmonic generation with reduced absorption in atomic hydrogen //Phys.Rev.Lett. -1991.-V. 66, № 5.-596−599
- Agarwal G.S., Tewari S.P. Large enhancement in nonlinear generation by external eletromagnetic fields // Phys.Rev.Lett. 1993. — V. 70, № 10. — P. 1417−1420.
- Попов A.K. Введение в нелинейную спектроскопию. Новосибирск: Наука, 1983.
- Геллер Ю.И., Попов А. К. Лазерное индуцирование нелинейных резонансов в континууме. Новосибирск: Наука, 1981. — 139 с.