Оптический резонанс и двухуровневые атомы - Аллен Л.
Скачать (прямая ссылка):
ЛИТЕРАТУРА
1 Bard P /¦, Friedman M D, Handbook of Elliptic Integrals, Berlin. i954, p 7 example V
la* МакМиллан Динамика твердого тела. ИЛ ISnI
2 McCaIl S L. HnIm E L, Pbys Rev, 183, 457 (1969) Ph1S Rev Lett., IB, ВД& (19G7)
3 Oib&s H M Sluslier R E, Appl Pbys Lett, IB, 505 (1971)
4 Mttlubc L,Eberly I H. Plivs Rev, AG, 622 I258E (1972)
Marth R A, Holmes D A\ ЕЬгтІу J H. Pti>s Rev AB, 2733 (1974) 5. Агресій E T, DeCwrgio V- Someda С С. Phys LeIt1 27А. 588 (1968). 6 Crisp M D. Phjs Rev Lett. 22. 820 (ГШ) 7. Eberly S Ii, Phvs. Hev Lett, 22, 760 (IS69)
B. Lamb C L., Jr. Phys Lett, Z5A. I8l (1967) Rev Mod PhyB, 43, 99 (1O71)
Barnard T. W.. Phys Rev, A7, 373 (1973) (Новейшие резитьтвты)
5 Rvbensteinl,} Math Phvs. 11, 258 (19701
10 Gibbon! D.Eilbcckl C~ 3 Phvs , A5, LI22 (1972).
11 Caudrey P I. Gibbon } D1 Eitbcck l C, Bullwgh R K . Phys Rev Lett, 30, 23ї (1973)
12 АЬШяІг M І, Каир P J, Newell А С. Segur H, Phys Rev LeIt1 31, 125 (1973)
13, Trcacy EBb книги The Pfiysics of Quantum Electronics 1969, Optrcal Sciences Center Technical Report 45, ed J B Mandelbaum. S F Jacobs, Unnertify ot Arisoiia, 1969, p 183—187
14 Matuhc L. Optics Comm. 2, 249 (1970)
15. Lamb C L Jr Phys Rev Lett, Зі, 196 (IS73)
16 ShaJier R E Cibbs H M. Phys Rev. AS, 1634 (1972)
17* Крюков U Г. Летохое В С. УФН 99. 169 (i9QS)
|8* Полужтое И А, Г/споа IO M, Ройтберг В С. УФН, 114, 07 (1974)
(O* КиОояцрв Б Б, Карпмсн В И, УФН 103, 193 (1971)
ЭКСПЕРИМЕНТЫ ПО РАСПРОСТРАНЕНИЮ ИМПУЛЬСОВ
§ 1 ВВЕДЕНИЕ
Наблюдение Мак-Ксллом и Ханом характерного явления самоиндуцирован нон прозрачности в рубине стимулировало постановку многих других родственных экспериментов В данной паве мы упомянем некоторые из них и обсудим ряд осложняющих обстоятельств, которые возникают в реальных экспериментах с пл-импульсами. но не учитывались в рамках идеализированного теоретического рассмотрения предыдущей главы Сюда относятся появление иногда третьего энергетического уровня, достаточно сильно взаимодействующего со светом, часто наблюдаемое вырождение уровней резонансной среды, неизбежное присутствие иексгерентпых релаксационных явлении, особенно связанных с T-J1 и др.
Ecчи третий энергетический уровень близок к двум резонанс ным, то возникает сомнение в законности двухуровневой модели для атома, на которой базируется вся теория В счучае вырожденного поглотителя теряет силу теорема площа чей (каких-либо ее обобщении получить не удалось), так что большинством преимуществ, которыми обладали Все 2ля-цмл v чьем в невырожденном случае, здесь будут обладать лишь Ch-им пульсы Что касается времени Т-2, то его главное влияние сводится к нивелированию различии между когерентными явлениями, связанными с распространением ля-импульсов и некогерентным насыщением нтн просветлением
§ 2. САМОИНДУЦИРОВАМНАЯ ПРОЗРАЧНОСТЬ
Уже в своей исходной работе [1] в которой была изложена теория самоиндуцированной прозрачности, Мак Кол л и Хан привели экспериментальные резу льтаты подтверждающие существование эффекта В их очень трудном, пионерском эксперименте пришлось идти па определенные компромиссы, так что не все экспериментальные параметры отвечали идеальной ситуации, рассматриваемой в теории Мак-Код ч и Хан попнмали, что световые импульсы входят в образец с неоднородным поперечных)
114
Глава S
распределением интенсивности, однако предполагали, что для любой малой части волнового фронта па достаточно матих расстояние реализуются предсказания модели плоских волн Они предвидели также что более (менее) интенсивным участкам луча будут отвечать меньшие (большие) задержки импульса. Фактически максимальные полученные запержки оказались эквивалентными увеличению оптической длины пути в среде примерно в 100 раз.
В эксперименте Мак-Колла и Хана в качестве резонансной среды использовался рубиновый стержень, охлажденный до температуры жидкого гелия, в который поступали короткие импульсы из рубинового лазера, работавшего в режиме модуляции добротности, с охлажденной до температуры жидкого азота активной средой Лазер работал на переходе E(2?)->4.4г(±3/г), который благодаря тепловой подстроике был в резонансе с пе-ре\одом 4Ай(±Чг)^>-E (2E) в охлажденной резонансной среде. Оказалось, что слабые (значительно ниже порога нелинейного пропускання) импульсы ослабляются в среде более чем в І05 раз, в то время как интенсивные импульсы света преходят через среду без ослаблення Эта самоиндуцированиая прозрачность уменьшалась с ростом температуры н исчезала при температуре 40 К, при которой когерентные состояния атомов разрушались необратимыми релаксационными процессами, ввиду очень быстрой релаксации между уровнями 2<4(2?) и ?(2?), накладывавшей условие T2 < t-
B свете известных результатов по насыщению поглощения для высокоинтенсивного лазерного излучения могут возникнуть сомнения в однозначности эксперимента в связи с возможностью истолкования наблюдаемого нелинейного пропускания как некогерентного «выжигания дырок», при котором профиль поглощения полностью насыщается передним фронтом пмпульса-Природа некогерентного насыщения детально обсуждается в § 4. Подчеркнем здесь, что наиболее убедительная экспериментальная демонстрация самоиндуцированной прозрачности достигается при использовании газообразных резонансных сред ').
