Оптический резонанс и двухуровневые атомы - Аллен Л.
Скачать (прямая ссылка):
Путем изменения величины магнитного поля можно было расстраивать рубидиевый поглотитель, удаляясь от резонанса. Оказалось, что форма пропускаемых импульсов совпадает с таковой для резонансного случая, если плотность атомов поднята до уровня, при котором величина aL имела то же значение, что и при резонансе Сколько-нибудь существенного затягивания нерезонансных 2л-импульсов к центру линии поглощения не на-
Эксперименты по распространению импульсол
117
Слюдалось Сдвиг наблюдался лишь щш наименьших входных площадях, вследствие более высокого nor гощения частотных компонент вблизи резонанса он составлял 10—20 МГц в направлении от резонанса Последние результаты исследования
(kpilmlfd) и Пример hw с л (куііііа. . ._____________г______
л Ci не фиг 5.Ї и CTHOiвтек к входным нмт-льсем e впле гилсрбоці-
. . ________ .-1 SJ, 1d.5 17 5 и її сосчвсісгненно По-вндиыоиу.
уквзашше їлошвди были весколыш меньше планаMit реальных импуаь"
иентс поскольку длинные «аюсты» ішлульсон н—'--------- т—-------
"то фют щщзОпііааі юпіупьсап с пживіляин. Ні ""------------------ ""гласуютея с преді
затягивания частоты опубликованы недавно Дилсом и Ханом [6J.
В соответствии с расчетами Мак-Колла и Хана импульс с пдощадью, несколько меньшей Зл, преобразовывался благодаря эффекту самоиндуцнревенной прозрачности в распространяющийся импульс с площадью 2п с усиленным пиковым значе-
118
Главо 5
пнем и меньшей шириной Это явление обсуждалось полуколичественно в конце § 4 гл 4 Для увеличения интенсивности в 2л-нмпульсе можно использовать фокусировку, при которой уменьшается диаметр пучка и увеличивается до Зя площадь импульса.
Рассчитанная оглЬан плінчай,
о s ю is го г?
Ill 6st '
to й. ---"©
гл ,-- О *
"1
— г -Теория (для вдипродн
I !UWSKOll ВОЛНЫ)
_ р О Эксперимент (входные импульсы г* близки к сЗндродиым пласким
-Г -
j Линейное пропускание f»u7%
і
0.5
Флг 5Ji. Нелинейное в парах рубидия [51
Дмйю* энергия на «0 пМщаЗи. зрг/енг пропускание при самонцдуцнронаннои прозрачности
ізаіішлм на фиг 5 I Теоретическое пропускание ї 2я, 4л и 6Я, поскольку при численных рисчетяк ііое \і иэлучтлъкое затухання которые ирлсут-
Использу я вторую поглощающую ячейку, можно еще более сузить 2Ji-HMпульс и увеличить его пиковое значение интенсивности. Гнббс и Слвшер [7] сообщают о сжатии импульса на порядок.
Прекрасные экспериментальные исследования Гиббса и Сла-шера убедительно подтверждают разработанную Мак-Крллом и Ханом теорию когерентного взаимодействия между когерентным импульсом и дипольными моментами ансамбля атомов Существенное значение имели также [«зудьтаты Эшсра и Скаля [6J, которые исследовали влияние на самоиндуїуїрованную проз-
Эксперименты по распространению импульсов
рачность времени фазовой релаксации Т'ч, нагревая рубиновый образец от 5 до 60 К При приближении в процессе нагревания T-j к т пропускание и задержка уменьшались, особенно для импульсов, близких к л-и\:пульсам для импульсов же с площадью больше 2п эффект был значительно меньшим Эти результаты
Фиг 5.3. Отношение us iixquc при рлеп ростра і
грачі г ости. Крнияя проведена
энергии к выходной і *jni !/«пульса с рубине (в].
1 порогчпый характер явления і
функция энергия ііідуццрованиіЛ ¦ipo-
также хорошо согласуются с численными расчетами На фиг. 53 показаны полученные в [8] результаты зависимости энергетического выигрыша от входной энергии, из которых хорошо виден быстрый переход от линейного поглощения к почти полной прозрачности Вблизи порога прозрачности л-импульсов изменение входной энергии в 20 раз приводит к росту пропускания па четыре порядка
Описанные выше экспериментальные результаты относятся к так называемому пределу широких линий, когда неоднород-!
120
Глава S
ная спектральная ширина среды гораздо больше, чем ширина спектра входного импульса, т е {T,, T2) > т > Г*. Существует также предел резкой линии, когда {Ti, T2, Га) > т Здесь импульс в виде гиперболического секанса остается ешс стационарным решением, даже если резкая липня выходит из резонанса с центральной частотой импульса Дело в том, что стационарное решение в виде гиперболического секанса остается таковым для каждой однородной компоненты безотносительно к ее расстройке Д; именно это приводит к тому, что для потной неоднородно уширенной линии импульс в виде гиперболического секанса также является стационарным решением Предал резкой линии исследовали Гнббс и Слашср [9], которые использовали атомный пучок рубидия, перпендикулярный направлению распространения оптического импульса. Доплеровская ширина для рубидия составляла всего около 30 МГц, в то время как частот ная ширина входного импульса была равной 120 МГц Для входных площадей в интервале от л до 6п наблюдались как разбиение, так и изменение формы импульсов1).
§ 3. ЭФФЕКТЫ ВЫРОЖДЕНИЯ
D экспериментах типа описанных в данной главе вырождение двух типов может маскировать или ослаблять самонпдуцнрован-ную прозрачность Импульс обладает четко определенной площадью только при одном значении дипольного .момента резонансной среды Это ясно из той роли, которую играет параметр Jt = 2d/fc в определении (4 40).
