Генерування інтенсивного заплутаного променя світла невиродженим трирівневим лазером з параметричним підсилювачем і тепловим резервуаром
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe66.3.185Ключові слова:
параметричний пiдсилювач, квадратурне стиснення, заплутування, середнє число пар фотонiвАнотація
Дано детальний аналiз двомодового квадратурного стиснення i статистичних властивостей свiтла, що генерується невиродженим трирiвневим лазером з параметричним пiдсилювачем i тепловим резервуаром. На основi керуючого I стохастичного диференцiйного рiвнянь дослiджуються некласичнi характеристики свiтла, генерованого квантовою системою. За допомогою їх розв’язкiв i кореляцiйних властивостей операторiв шуму знайдено квадратурне стиснення, заплутування i середнє число пар фотонiв свiтла резонатора. Показано, що зовнiшнє збуджувальне випромiнювання малої амплiтуди iндукує сильну кореляцiю верхнього i нижнього рiвнiв трирiвневих атомiв i сильне стиснення. Наявнiсть параметричного пiдсилювача пiдвищує ступiнь стиснення свiтла резонатора. Встановлено, що зростання середнього числа теплових фотонiв зменшує стиснення, але збiльшує середнє число пар фотонiв свiтла резонатора.
Посилання
C.W. Gardiner. Inhibition of atomic phase decays by squeezed light: A direct effect of squeezing. Phys. Rev. Lett. 56, 1917 (1986).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.56.1917
Q. Sajid, Q. Shahid, M.S. Zubairy. Effect of phase fluctuations on entanglement generation in a correlated emission laser with injected coherence. Opt. Commun. 283, 781 (2010).
https://doi.org/10.1016/j.optcom.2009.10.045
E. Alebachew. Enhanced squeezing and entanglement in a non-degenerate three-level cascade laser with injected squeezed light. Opt. Commun. 280, 133 (2007).
https://doi.org/10.1016/j.optcom.2007.08.017
S. Tesfa. Effect of dephasing on quantum features of the cavity radiation of an externally pumped correlated emission laser. Phys. Rev. A 79, 063815 (2009).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.79.063815
N.A. Ansari, J.G. Banacloche, M.S. Zubairy. Phase-sensitive amplification in a three-level atomic system. Phys. Rev. A 41, 5179 (1990).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.41.5179
H. Xiong, M.O. Scully, M.S. Zubairy. Correlated spontaneous emission laser as an entanglement amplifier. Phys. Rev. Lett. 94, 023601 (2005).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.94.023601
T. Abebe, N. Gemechu. Two-level atom with squeezed light from optical parametric oscillators. Ukr. J. Phys. 63 (7), 600 (2018).
https://doi.org/10.15407/ujpe63.7.600
S. Qamar, M. Al-Amri, M.S. Zubairy. Entanglement in a bright light source via Raman-driven coherence. Phys. Rev. A 79, 013831 (2009).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.79.013831
Ch. Gashu, T. Abebe. Externally induced entanglement amplification in a coherently pumped emission of laser
with parametric amplifier and coupled to squeezed vacuum reservoir. Phys. Scr. 95, 075105 (2020).
https://doi.org/10.1088/1402-4896/ab923b
J. Anwar, M.S. Zubairy. Quantum-statistical properties of noise in a phase-sensitive linear amplifier. Phys. Rev. A 49, 481 (1994).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.49.481
S. Tesfa. Effects of decoherence on entanglement in a correlated emission laser. J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 40, 2373 (2007).
https://doi.org/10.1088/0953-4075/40/12/013
C.A. Blockley, D.F. Walls. Intensity fluctuations in a frequency down-conversion process with three-level atoms. Phys. Rev. A 43 (9), 5049 (1991).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.43.5049
N. Lu, F.X. Zhao, J. Bergou. Nonlinear theory of a two-photon correlated-spontaneous-emission laser: A coherently pumped two-level-two-photon laser. Phys. Rev. A 39, 5189 (1989).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.39.5189
T. Abebe. The quantum analysis of a nondegenerate three-level laser with spontaneous emission and noiseless vacuum reservoir. Ukr. J. Phys. 63 (11), 969 (2018).
https://doi.org/10.15407/ujpe63.11.969
K. Fesseha. Fundamentals of Quantum Optics (Lulu, 2008).
N. Geoffery. Introduction to Nonlinear Optics (Cambridge Univ. Press, 2011).
W.H. Louisell. Quantum Statistical Properties of Radiation (Wiley, 1973).
E. Alebachew, K. Fesseha. A degenerate three-level laser with a parametric amplifier. Opt. Commun. 265, 314 (2006).
https://doi.org/10.1016/j.optcom.2006.03.017
T.Y. Darge, K. Fesseha. Coherently driven degenerate three-level laser with parametric amplifier. PMC Physics B. 3, 1 (2010).
https://doi.org/10.1186/1754-0429-3-1
T. Abebe. Enhancement of squeezing and entanglement in a non-degenerate three-level cascade laser with coherently driven cavity. Ukr. J. Phys. 63 (8), 733 (2018).
https://doi.org/10.15407/ujpe63.8.733
T. Abebe, Ch. Gashu. Dynamics of a nondegenerate three-level laser with parametric amplifier and coupled to a two-mode squeezed vacuum reservoir. Braz. J. Phys. 50 (5), 495 (2020).
https://doi.org/10.1007/s13538-020-00779-2
T. Abebe, N. Gemechu, K. Shogile, S. Hailemariam, Ch. Gashu, Sh. Adisu. Entanglement quantification using
various inseparability criteria for correlated photons. Rom. J. Phys. 65, 107 (2020).
S. Tesfa. Continuous variable entanglement in a coherently pumped correlated emission laser. J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 41, 055503 (2008).
https://doi.org/10.1088/0953-4075/41/5/055503
A. Einstein, B. Podolsky, R. Rosen. Can quantum-mechanical description of physical reality be considered complete? Phys. Rev. 47, 777 (1935).
https://doi.org/10.1103/PhysRev.47.777
L.M. Duan, G. Giedke, J.I. Cirac, P. Zoller. Inseparability criterion for continuous variable systems. Phys. Rev. Lett.
, 2722 (2000).
B. Daniel, K. Fesseha. The propagator formulation of the degenerate parametric oscillator. Opt. Commun. 151, (1998) 384.
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}
