Динаміка двомодового лазера з електричною накачкою
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe66.3.206Ключові слова:
константа розпаду стимульованої емiсiї фотонiв, статистика фотонiв, спектр потужностi, флуктуацiї кiлькостi фотонiв, квадратурне стисненняАнотація
Дослiджено статистичнi властивостi та стиснення свiтла у резонаторi трирiвневого лазера. У вiдкритому резонаторi лазера N трирiвневих атомiв взаємодiють з двомодовим вакуумним резервуаром i накачуються на верхнiй рiвень за допомогою електронного бомбардування. Застосовуючи стацiонарнi розв’язки рiвнянь еволюцiї для середнiх значень атомних операторiв i квантовi рiвняння Ланжевена для операторiв мод резонатора, ми отримали загальну i локальну статистики фотонiв для свiтлових променiв з одно- та двомодових резонаторiв. Встановлено, що загальне середнє число фотонiв i дисперсiя числа фотонiв, що випромiнюються з верхнього рiвня, бiльшi, нiж для свiтла, що випромiнюється з промiжного рiвня. Свiтло резонатора, що випромiнюється з верхнього i промiжного рiвнiв, може бути окремо в хаотичному станi при певних умовах. Однак свiтло з двомодового резонатора при певних умовах може бути в стисненому станi. Ми встановили, що максимальне квадратурне стиснення свiтла двомодового резонатора буде приблизно на 46% нижче порiвняно iз когерентним станом. Наявнiсть шуму вакуумного резервуара збiльшує диспер- сiю числа фотонiв i зменшує квадратурне стиснення свiтла резонатора, але не змiнює середнє число фотонiв. Ми по- казали, що локальнi значення середнього числа фотонiв I дисперсiї числа фотонiв резонатора наближаються до загальних значень при збiльшеннi частотного iнтервалу.
Посилання
M.O. Scully, M.S. Zubairy. Quantum Optics (Cambridge Univ. Press, 1997).
https://doi.org/10.1017/CBO9780511813993
T. Abebe. The quantum analysis of nondegenerate three-level laser with spontaneous emission and noiseless vacuum reservoir. Ukr. J. Phys. 63, 969 (2018).
https://doi.org/10.15407/ujpe63.11.969
Fesseha Kassahun. Refind Quantum Analysis of Light (CreateSpace Independent Publish. Platform, 2014).
Sintayehu Tesfa. Entanglement amplification in a nonde-generate three-level cascade laser. Phys. Rev. A 74, 043816 (2006).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.74.043816
C.M. Caves, B.L. Schumaker. New formalism for two-photon quantum optics. I. Quadrature phases and squeezed states. Phys. Rev. A 31, 3068 (1985).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.31.3068
M.M. Gessesse. The noise effect of vacuum reservoir on the dynamics of three-level laser pumped by coherent light. Ukr. J. Phys. 65, 385 (2020).
https://doi.org/10.15407/ujpe65.5.385
M.O. Scully, M.S. Zubairy. Noise free amplification via the two-photon correlated spontaneous emission laser. Opt. Commun. 66, 303 (1988).
https://doi.org/10.1016/0030-4018(88)90419-1
N.A. Ansari, J. Gea-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
Sintayehu Tesfa. Coherently driven two-level atom coupled to a broadband squeezed vacuum. J. Modern Optics 54 (12), 1759 (2007).
https://doi.org/10.1080/09500340601177070
N.A. Ansari. Effect of atomic coherence on the second- and higher-order squeezing in a two-photon three-level cascade atomic system. Phys. Rev. A 48, 4686 (1993).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.48.4686
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
Fesseha Kassahun. Three-level laser dynamics with the atoms pumped by electron bombardment. arXiv:1105.1438 v3 [quant-ph], (2012).
S. Getahun. Entanglement formulation in the framework of electrically pumped laser cavity. Intern. J. Modern Phys. B 13, 1650024 (2016).
https://doi.org/10.1142/S0217979216500247
G.S. Agarwal. Quantum Optics (Cambridge Univ. Press, 2013).
W.H. Louisell. Quantum Statistical Properties of Radiation (Wiley, 1973).
Eyob Alebachew, K. Fesseha. Interaction of a two-level atom with squeezed light. Opt. Commun. 271, 154 (2007).
https://doi.org/10.1016/j.optcom.2006.10.016
Z. Ficek, M.R. Wahiddin. Quantum Optics for Beginners (Stanford Publ., 2014).
S.M. Barnett, P.M. Radmore. Methods in Theoretical Quantum Optics (Oxford Univ. Press, 1997).
C.W. Gardiner, P. Zoller. Foundation of Quantum Optics (Imperial College Press, 2013).
M. Weissbluth. Photon-Atom Interactions (Academic Press, 1989).
F. Kassahun. Stimulated emission by two-level atoms pumped to the upper level. Opt. Commun. 284, 1357 (2011).
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}
