Поглинання в оптичному діапазоні системою, взаємодіючою з двома лазерними променями поблизу резонансу
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe65.4.277Ключові слова:
-Анотація
У роботi розглядається структура розв’язку узагальненої системи рiвнянь Максвелла–Блоха, що описує взаємодiючi атоми у вiдносно сильному збуджуючому полi. Структура розв’язку представлена за допомогою зв’язаних систем диференцiйних рiвнянь для вiдповiдних адитивних взаємозалежних процесiв. Таким чином, можливi оптичнi нелiнiйнi ефекти у системi мають своєю природою взаємодiю мiж визначеними складовими процесами. Спричинена квантованим полем далекодiюча взаємодiя мiж цими процесами задається iнтегралом взаємодiї, що проiлюстровано за допомогою спецiальної системи графiв. Запропонований метод дозволяє описувати у двопроменевiй лазернiй спектроскопiї звуження чи розширення та зсув спектроскопiчної лiнiї поглинання скануючого променя.
Посилання
M.T. Gruneisen, R.W. Boyd, K.R. Macdonald. Induced gain and modified absorption of a weak probe beam in a strongly driven sodium vapor. J. Opt. Soc. of Amer. B 5 (1), 123 (1988). https://doi.org/10.1364/JOSAB.5.000123
G. Khitrova, J.F. Valley, H.M. Gibbs. Gain-feedback approach to optical instabilities in sodium vapor. Phys. Rev. Lett. 60 (12), 1126 (1988). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.60.1126
V.V. Zherdienko, E.K. Kirilenko, S.A. Lesnik, V.B. Markov, A.I. Khizhnyak, F.M. Yatsyuk. Kinetics of a transient two-beam interaction in resonant media. Sov. J. Quant. Electron. 21 (11), 1241 (1991). https://doi.org/10.1070/QE1991v021n11ABEH004511
E. Lindholm. Pressure broadening of spectral lines. Ark. Mat. Astron. Fys. A 32, 17 (1945).
P.W. Anderson. Pressure broadening in the microwave and infra-red regions. Phys. Rev. 76, 647 (1949). https://doi.org/10.1103/PhysRev.76.647
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
A. Ben Reuven. The meaning of collisional broadening of spectral lines. The classical oscillation model. Adv. Atom. Mol. Phys. 5, 201 (1969). https://doi.org/10.1016/S0065-2199(08)60158-X
B.R. Mollow. Stimulated emission and absorption near resonance for driven systems. Phys. Rev. A 5, 2217 (1972). https://doi.org/10.1103/PhysRevA.5.2217
F. Schuler, W. Behmenburg. Perturbation of spectral lines by atomic interactions. Phys. Rep. C 12, 273 (1974). https://doi.org/10.1016/0370-1573(74)90018-0
A. Gallagher. The spectra of colliding atoms. In: Atomic Physics, ed. by G. zu Putlitz, E.W. Weber, A. Winnaker (Plenum Press, 1975), Vol. 4. https://doi.org/10.1007/978-1-4684-2964-0_27
K. Niemax. G. Pichler. Determination of van der Waals constants from the red wings of self-broadened Cs principal series lines. J. Phys. B 8, 2718 (1975). https://doi.org/10.1088/0022-3700/8/16/028
N. Allard, J. Kielkopf. The effect of neutral nonresonant collisions on atomic spectral lines. Rev. Mod. Phys. 54, 1103 (1982). https://doi.org/10.1103/RevModPhys.54.1103
U. Fano, A.R.P. Rau. Atomic Collisions and Spectra (Academic Press, 1986) [ISBN: 0-12-248460-6].
K. Sando, Shi-I. Pressure broadening and laser-induced spectral line shapes. Adv. At. Mol. Phys. 5, 133 (1989). https://doi.org/10.1016/S0065-2199(08)60085-8
J. Cooper. Broadening of isolated lines in the impact approximation using a density matrix formulation. Rev. Mod. Phys. 39, 167 (1967). https://doi.org/10.1103/RevModPhys.39.167
A.P. Kazantsev. Kinetic equation for a gas of excited atoms. JETP 24, 1183 (1966).
E.A. Titov. Derivation of the kinetic equation for the density matrix of two-level particles by the Green's function method. Opt. Spectr. 96, 869 (2004). https://doi.org/10.1134/1.1771421
M.O. Scully, S. Zubairy. Quantum Optics (Cambridge Univ. Press, 2002) [ISBN-13: 978-0521435956].
Z. Ficek, S. Swain. Quantum Interference and Coherence. Theory and Experiments (Springer, 2004).
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
A.S. Sizhuk, P.R. Hemmer. Kinetics and optical properties of the strongly driven gas medium of interacting atoms. J. Stat. Phys. 147, 132 (2012). https://doi.org/10.1007/s10955-012-0457-2
T. Bienaim, R. Bachelard, N. Piovella, R. Kaiser. Cooperativity in light scattering by cold atoms. Fortschr. Phys. 61, 377 (2013). https://doi.org/10.1002/prop.201200089
J.R. Ott, M. Wubs, P. Lodahl, N.A. Mortensen, R. Kaiser. Cooperative fluorescence from a strongly driven dilute cloud of atoms. Phys. Rev. A 87, 061801(R) (2013). https://doi.org/10.1103/PhysRevA.87.061801
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, 063822 (2014). https://doi.org/10.1103/PhysRevA.90.063822
M.-T. Rouabah, M. Samaylova, R. Bachelard, Ph.W. 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
G. ' Alvarez, D. Suter, R. Kaiser. Localization-delocalization transition in the dynamics of dipolar-coupled nuclear spin. Science 349, 846 (2015). https://doi.org/10.1126/science.1261160
Andrii S. Sizhuk, Stanislav M. Yezhov. Derivation of the model Hamiltonian in "short time scale" limit. Ukr. J. Phys. 57(6), 670 (2012).
M. Fleischhauer, S.F. Yelin. Radiative atom-atom interactions in optically dense media: Quantum corrections to the Lorentz-Lorenz formula. Phys. Rev. A 59(3), 2427 (1999). https://doi.org/10.1103/PhysRevA.59.2427
P.R. Hemmer, N.P. Bigelow, D.P. Katz, M.S. Shahriar, L. DeSalvo, R. Bonifacio. Self-organization, broken symmetry, and lasing in an atomic vapor: The interdependence of gratings and gain. Phys. Rev. Lett. 77, 1468 (1996). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.77.1468
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
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}
