Застосування узагальненого коефiцiєнта поглинання для врахування ефектiв Допплера та вiддачi
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe62.04.0299Ключові слова:
absorption coefficient, quantum optics, Doppler effect, commutation relation, approximate evaluationАнотація
Подано приклад розрахунку коефiцiєнта поглинання у термiнах квантової оптики, враховуючи ефект Допплера. Для локального коефiцiєнта поглинання отримано вираз, що базується на комутацiйному спiввiдношеннi мiж операторами електричного поля та iнтенсивностi i нелiнiйно залежить вiд атомної густини та початкової iнтенсивностi. Застосування аналiтичних результатiв продемонстровано графiками залежностi коефiцiєнта поглинання вiд частоти скануючого поля. Вiдносно сильна залежнiсть поглинальної здатностi вiд довжини шляху променя свiтла спричинена мiжатомною взаємодiєю за посередництвом електромагнiтного поля. Продемонстровано розщеплення поглинальної лiнiї завдяки ефекту Допплера у системi, розмiщенiй мiж двома дзеркалами.
Посилання
A. Sizhuk, S. Yezhov. Introducing the generalized absorptance for a gas with bound atomic states. Ukr. J. Phys. 62, 202 (2017).
https://doi.org/10.15407/ujpe62.03.0202
A.C. Kolb, H. Griem. Theory of line broadening in multiplet spectra. Phys. Rev. 111, 514 (1958).
https://doi.org/10.1103/PhysRev.111.514
D. Meiser, M.J. Holland. Steady-state superradiance with alkaline-earth-metal atoms. Phys. Rev. A 81, 033847 (2010.
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.81.033847
L. Bellando, A. Gero, E. Akkermans, R. Kaiser. Cooperative effects and disorder: A scaling analysis of the spectrum of the effective atomic Hamiltonian. Phys. Rev. A 90, 06382 (2014).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.90.063822
M. Rouabah, R. Samaylova, Ph.W. Bachelard, R. Courteille, R. Kaiser, N. Piovella. Coherence effects in scattering order expansion of light by atomic clouds. J. Opt. Soc. Am. A 31, 1031 (2014).
https://doi.org/10.1364/JOSAA.31.001031
R. R¨ohlsberger, K. Schlage, B. Sahoo, S. Couet, R. R¨uffer. Collective Lamb shift in single-photon superradiance. Science 328, 1248 (2010).
https://doi.org/10.1126/science.1187770
J. Keaveney, A. Sargsyan, U. Krohn, I.G. Hughes, D. Sarkisyan, C.S. Adams. Cooperative Lamb shift in an atomic vapor layer of nanometer thickness. Phys. Rev. Lett. 108, 173601 (2012)
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.108.173601
S. Balik, A.L. Win, M.D. Havey, I.M. Sokolov, D.V. Kupriyanov. Near-resonance light scattering from a highdensity ultracold atomic Rb87 gas. Phys. Rev. A 87, 053817 (2013) .
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.87.053817
Z. Meir, O. Schwartz, E. Shahmoon, D. Oron, R. Ozeri. Cooperative Lamb shift in a mesoscopic atomic array. Phys. Rev. Lett. 113, 193002 (2014).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.113.193002
S. Jennewein, Y.R.P. Sortais, J.-J. Greffet, A. Browaeys. Propagation of light through small clouds of cold interacting atoms. Phys. Rev. A 94, 053828 (2016).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.94.053828
S.D. Jenkins, J. Ruostekoski, J. Javanainen, R. Bourgain, S. Jennewein, Y.R.P. Sortais, A. Browaeys. Optical resonance shifts in the fluorescence imaging of thermal and cold rubidium atomic gases. Phys. Rev. Lett. 116, 183601 (2016).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.116.183601
S.L. Bromley, B. Zhu, M. Bishof, X. Zhang, T. Bothwell, J. Schachenmayer, T.L. Nicholson, R. Kaiser, S.F. Yelin, M.D. Lukin, A.M. Rey, J. Ye. Collective atomic scattering and motional effects in a dense coherent medium. Nature Commun. 7, 11039 (2016) .
https://doi.org/10.1038/ncomms11039
J.T. Manassah, B. Gross. The dynamical Lorentz shift in an extended optically dense superradiant amplifier. Optics Express 1, No. 6, 145 (1997).
https://doi.org/10.1364/OE.1.000141
T. Peyronel, O. Firstenberg, Q.-Y. Liang, S. Hofferberth, A.V. Gorshkov, T. Pohl, M.D. Lukin, V. Vuletic. Quantum nonlinear optics with single photons enabled by strongly interacting atoms. Nature 488, 57 (2012).
https://doi.org/10.1038/nature11361
V.S. Egorov, V.N. Lebedev, I.B. Mekhov, P.V. Moroshkin, I.A. Chekhonin, S.N. Bagayev. Coherent interaction of laser pulses in a resonant optically dense extended medium under the regime of strong field-matter coupling. Phys. Rev. A 69, 033804 (2004).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.69.033804
Marlan O. Scully, M. Zubairy Suhail. Quantum Optics (Cambridge Univ. Press, 2002) [ISBN: 978-0524235959].
J.R. Klauder, E.C.G. Sudarshan. Fundamentals of Quantum Optics (Dover, 2006) [ISBN: 0-486-45008-2].
E. Hecht. Optics (Addison-Wesley, 2002) [ISBN: 978-0805385663].
M.S. Dresselhaus. Solid State Physics. Part II: Optical Properties of Solids. Course 6.732 Solid State Physics. MIT. http://web.mit.edu/course/6/6.732/www/6.732-pt2.pdf, 1999, (Retrieved 2015): 3.
W.P. Schleich. Quantum Optics in Phase Space (WileyVCH, 2001) [ISBN: 978-3527294350].
https://doi.org/10.1002/3527602976
A.S. Sizhuk, C.H.R. Ooi. The conservative system of N atoms coupled with one photon. Annals of Physics 360, 207 (2015).
https://doi.org/10.1016/j.aop.2015.05.009
C. Mahaux, H.A. Weidenm¨uller. Shell-Model Approach to Nuclear Reactions (North-Holland, 1969) [ISBN: 9780720401448].
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
