Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Аллен Л. -> "Оптический резонанс и двухуровневые атомы " -> 61

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 .. 55 56 57 58 59 60 < 61 > 62 63 64 65 66 67 .. 75 >> Следующая

'I Справедливость уравнения (8.35) может вызывать сомнения п связи с тем. что ОЕЮ опирается на соотношения (8 27) и (8 28) Этот вопрос был исстедован в работе [5] где інжазвио что (8.35) справедливо с точностью до членов порядка IfN которые в рассматриваемых мами случаях пренебрежимо маты
2) Детальное обсуждение вопроса об основных уравнения* теории сверх-иаіучснііи см также в работах [3, 5]
186
Ґлаео6
в нашем предположении о том, что средние значения не изменяют свою форму со временем
Зависимость от времени интенсивности излучения по всем направлениям можно найти путем дифференцировании величины (8 37) и умножения на й(ои"
'«<'> = № + "*sechS "^7 (М0)
Эта зависимость показана на фиг 8 4 для нескольких больших значений /V1i Как видно, проявляются обе особенности, присущие сверхизлучению высокая максимальная интенсивность, которая может значительна превышать интенсивность некогсрентного Л-атомно го излучения Nbajxi, и сокращение радиационного времени жизни
Существование когерентности спонтанного излучения, которая проявляется в том, что ІШТЄНСІИ! ность излучения пропорциональна не N1 a Ns, Фиг. 8.2. Модель крутого ищ.ш/.р* для воспринимается многими сверхизлучающей области авторами как совершенно
Предполагается что активные атомы однородно НСОЖИДЙННОС МОЖНО
рЕСпраделены но объему цилиндра ПреДЛ ОЖИТЬ НЄСКОЛЬКО KS-
честпенных толкований этого явления разчнчной степени «тонкости^ В чисто классической теории ([4J, разд 2) существует следующая простая интер претация Классический диполь излучает со скоростью, пропор-ционалыюй квадрату дипольного момента. Соответственно N классических диполей излучают со скоростью, пропорциональной квадрату их полного дипольного момента Если диполи кор-ретированны по фазе (как, например, в случае антенны), то мощность и\ излучения пропорциональна W2.
Примерно то же можно сказать н при любом полуклассическом рассмотрении сверизлучения, таком, как в [3] Здесь спонтанное излучение обычпо отсутствует, хотя реакция излучения возможна. Именно, полуклассическая теория предсказывает отсутствие излучения вообще если атомы находятся точно в верхних состояниях, в которых средний дипоіьньти момент равен нулю Однако ес.їи первоначально чипольный момент отличен от нуля, то обусловленное им излучение может обратно воздействовать на систему, увеличивая скорость высвечивания и приводя к тому, что мощность излучения будет пропорциональна /Vs
Многоатомное спонтанное излучение и сверхазлуч. распад
[87
Строгое объяснение всех тонких закономерностей сверхизлучения возможно '!Ишь в рамках квантовой электродинамики И если сверхизлучейне свидино со спонтанным излучением в строгом смысле, как н реакция излучения, возможна только квантовоэлсктродинамнческая трактовка.
Формула (8 33) содержит интерпретацию сверхизлучения, ко торая дает частичный ответ на следующий основной вопрос мо-
жет ли первоначально некогерентный ансамбль атомов, возбужденных в верхнее состояние с нулевым дипольным моментом, приобрести когерентность, приводящую к тому, что мощность излучения становится пропорциональной N2, н если может, то как это происходит? Из (8 33) видно что излучение сначала некогерентно сели ?) а: п, то Iw Л7( При некорректных потерях энергии атомные векторы Блоха типа показанных на фиг 8-І начинают изменять свое направление При этом Є слегка отклоняется от п, и доминирующим становится слагаемое '/4^2 sin* 8. Наконец, из (8 30), (8 31) видно, что
[ ? (Rn)J + [Jj <Яд>] -= 1Ia N2 sinB Є (8 41)
Преобладающий вклад слагаемого 7*A"ssin2G в (83Я), по сути, означает просто, что излучение становится по своим характеристикам полностью классическим, а излучаемая мощность — про-
188
Глава 8
порниональной квадрату среднего значення осциллирующего полного дипольного момента /V-атомноіі системы
Поэтому можно было бы сказать, что единственной интересной закономерностью сверхизлучення является способ перехода ст первоначальной некогерентности к Л"-когерентности в процессе излучения Природа этого перехода, обладающего определенными пространственными, временными и статистическими
Фиг. 8 4 Зависимость от времени и шя ctiriaciio (840) для нескольких ботьших з ч-ісла атомов fV\x
проявлениями, полиостью не ясна Его закономерности связаны с еще более глубокими особенностями, о которых мы не гово рили и которые оказались вне нашего рассмотрения при упрощенном выборе состояний (8 27) и (8 28) В действительности должны применяться более общие СОСТОЯНИЯ
Одна нз возможностей выбора последних была использована Дике [1] в 1954 г. Состояния Дике обладали тем свойством, что средние значения всех дипольных моментов обращаются в нуль в любые моменты времени даже при наибольшем излучении. Тем не менее эти состояния приводят к тому, что /.V —¦ (V5Z1 Это обстоятельство отрицает классическое «объяснение» пропорциональности /V2, Основанное на существовании излучающих дипольних моментов Можно было бы попытаться сохранить классическую интерпретацию, считая, что существен не сам дипоэъ-ный момент, а его квадрат Однако утверждение о том, что обыч-
Предыдущая << 1 .. 55 56 57 58 59 60 < 61 > 62 63 64 65 66 67 .. 75 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed