Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Аллен Л. -> "Оптический резонанс и двухуровневые атомы " -> 47

Оптический резонанс и двухуровневые атомы - Аллен Л.

Аллен Л., Эберли Д. Оптический резонанс и двухуровневые атомы . Под редакцией Стрижевского В.Л. — М.: Мир, 1978. — 222 c.
Скачать (прямая ссылка): opticheskiyrezonans1978.djvu
Предыдущая << 1 .. 41 42 43 44 45 46 < 47 > 48 49 50 51 52 53 .. 75 >> Следующая

*) Напомним, что за начало отсчета энергии выбрлн уровень (ft7+ + №-)/2 т е срепили энергия доVк рассматриваемых атомnuк уропнеЙ (гл 2) — Прям, ред
J) Величина 6 (ціопределяется как (Д' —Д") где Дни" (Д > U")— корни уравнения 1MoJ(Oo О)— (—1)] — w{oo Кото-
ро; выражав! условие убывания вдвое максимального превышения ц>(со,Д) над JPODH(M —] —Прим ред
144
Глава в
страиваемого насыщения и лазерных зондирующих источников Так. например Хеши Шанн и Шавлов ]6] па основе ланпой методики насыщения оптического поглощения измерили лэмбов-
AT2
Фиг 62 Установившаяся инверсия атома в стационарном внешнем когерентном ноле как фу (і Ki(HS расстройки в пределе кинетически* уравнении. На мипих указаны значении безрвінерніііі интенсивности I >/,. | ю Ж> Расчсгы про bojiiiiicb но формулі ((5.8?
ский сдвиг в водороде ОГинирное теоретическое обсуждение с большим числом ссылок на ранние работы просел Шерли [7]')
§ 7 НАСЫЩЕННОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ
Вычислим далее поглощаемую средой мощность насыщающего поля. Работа, выполняемая действующим полем над ато-
') Превосходное обсяжление проблем нелинейной лазерной спектроскопии внутри доплеровскй уширенных переходов содержится в монографии JIe-TTjXDBa н Чеботаева [20*] — Прим ре<Э
Явления насыщения
мами, в расчете на единицу объема и за время dl такова;
UU = L~ dt. (6.24а)
Используя (6 24а), а также (4 2) и (4 3), находим выражение для мощности, поглощаемой единицей объема.
4f = ~ 2^0-TW J d\'g(A')\u{t, г, A')cos(wf - Kz)sm(al - A» + + V (4, г, A') cos2 (ш - Kz)], (6.246)
еричем мы пренебрегли малыми слагаемыми, содержащими и и v. по сравнению со слагаемыми, содержащими ші и <ои
Хотя два слагаемых в (6 246) дают, грубо говоря, одинаковые вклады в мгновенную скорость поглощения знеріии. только дія второго среднее лначенис отлично от нули (при усреднении за время большее чем оптический іесріюя) Таким образом си tтематическое попощение как и следоваїо ожидать, опреде лястся только квалратурігий. или абсорбционной, частью дн псче.иогс момента Йспотьзуя для v(t z.A) выражение (6 21) и учитывая что усреднение cos2(ci>j— Kz) тает '/г, запишем сред нее значение поглощаемой мощности в расчете на один атом в форме
^=- — -fr)dae {v) тт^ї t6-25a)
Витію что если аточ денствнтетыю пвтястся поглощающим, т с если ы)равн-< 0. то нопошаем ая мощность положительна.
Для магнитного резонансного попощения выражение,экви ватеитное (6 25а), подучи і Ьчоч [S] в предсте путевого неодно ротного ушнрення Соотвстстт юішш оптический аналог получается, если заменить g(.V) на 6(A — А).
гр_v___P"f4___1 "I_
г'<.Т. 2 Т, i + (47^)2 + T1Tj(Xg1)* '
Как и в случае магнитного резонанса здесь естественно возникает индуцированное уширеипе Для достаточно сильных полей, когдв T\f\{y$и? 3> і 4-(V)- макимачьное поелощение определяется лишь мощностью hut T1 спонтанного излучения одного атома и равновесным уровнем инверсии Наибольшее поглоще ние достигается конечно при наименьшей инверсии, когда
Lt151EH = —1
В формуле (6 25а) отражен также аффект «выжигания дырок», упоминавшийся в ^ 6 Это становится ясным, если выдс-
146
Глава 6
лить в виде множителя плотность потока энергии падающего насыщающего пучка, равною с&Ціп-
Здесь с(Д ) — поперечное сечение поглощения для одного атома, определяемое формулой (6 19) Из (6 256) видно то важное об-
I'D


L—*± ^250J-.
-.№0 -80.0 -30,0 20,0 70,0 ЩО
Фиг fL3 *Выжнгэние лнрки» (т е. эффективное уменьшение числа погло-шаюшігх атомов) когеректяьпи Внешним полем различной интенсивности при неоднородно уширенной линии поглощения
Hs кривых указаны ans пени я безразмерной интенсивности I: 0. '/и. I, |0 и I ГО.
стрятельство, что мощность поглощения прямо определяется поперечным сечением п(Д ) одноатомного поглощен ни только тогда когда для описания неоднородного \шнрения используется функция насыщенной неоднородной формы линии
S«(4') = (-«W.)f4TPr (6'26)
При этом доля атомов, имеющих расстройку Д в интервале rfi', составляет gnsc (A')rfA', т е мсньще, чем g(A')rfA', за счет фактора -1^(1+57]"1,
Явления насыщения
147
Это аффективное уменьшение числа резонансных атомов, обусловленное пасыщеппем показано па фиг 6 3 Конечно, полное число резонансных атомов в окрестности «дырки» на фиг. 6 3 фактически не уменьшается Атомы, находящиеся в точном резонансе с внешним полем для которых Д = О, не вносят существенного вклада в поглощение, поскольку они часто оказываются в возбужденном состоянии и излучают вместо поглощения. Наоборот, атомы, далекие от резонанса для которых Л 3> 1 7*? возбуждаются редко и ведлт себя как обычные поглотители
§ В. ослабление И УСИЛЕНИЕ распространяющейся волны
Чтобы описать ослабление и усиление волны, необходимо найти решение уравнении Максвелла совместно с уравнениями Блоха Простейшая и наиболее близкая к классическому случаю ситуация возникает, если амплитуда поля существенно из меняется лишь на протяжении времен, гораздо больших Tl и Т%, которые, в свою очередь, гораздо короче ТІ- В этом елі чае скоростное уравнение дли интенсивности (6 17) cjmecTBCHHO упрощается Производная по времени в левой части может быть опущена а для a(t, г, w) использіем выражение (6 18в) Инверсию уюжно заменить ее асимптотическим пределом (6 20) При этом уравнение, описывающее ослабление, импульса, при нимает вид
Предыдущая << 1 .. 41 42 43 44 45 46 < 47 > 48 49 50 51 52 53 .. 75 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed