Оптический резонанс и двухуровневые атомы - Аллен Л.
Скачать (прямая ссылка):
7 Зяк 776
194
Гласа 8
ДНТЕРАТурД
1 Dicke R H Phys Rev 93,99 (19541
2 EberIy / Il Acts Phys Pol, A39. 633 (1971) 2a Sodom R Mandel L. Phys Rev. A9 673 (1574) 3, Eberly J H Лтег J Phys, 40, 1374 (1972)
Slenholm S. Phys Reports, 6, l (1973,, See 4.
4 Rehter N E. Eberly І H, Phys Rev, A3, 1735 (!971)
4a Rehler Ц E Ph D Dissertation University of Rochester. 1972 5. Agnrwal C S Phys. Rev, a4, 1791 (1971)
G Abelta I D, Kurnil N A, Harlmann S R, Phys Rev, 141, 391 (1966),
Лрр С
7 BorafaciD R. Schwendimann P. Ilaake F Phys Rev, A4, 302, 654 (1971).
5 Dicke RHb книге Quantum Electronics III eth P Gnvet N eioeinber gen Columbia University Press. New Volk, 1964, p 35.
9 Narducct L Af1 Coulter C A, Boviden С М, Phys Rev, AS- 829 (1974) IC Ruiff/iffe і M.J Phys A4, 313 (1971)
Arecchi F T Courtens E, Gilmore R, Thomas H. Phys Rev, a6. 22Ц (1973)
11 Arecchi F T Courtens E Phys Rev A2, 1710 (1970)
12 Frtedberg R Hartmann S R Phys Lett, 37A, 285 (!97I)
13 Сотрет A Abella t D, Pn\s Fev LeM, 27, 23 (1971) Shoemaker R L. Brewer R C Phys Rev Lett. 2& 1430 (1972) Sknbanovitz Ы Herman I P MacGllUtraii J C. Feld M S, Phys Rev Letl 30, 309 (1973)
14 LiaoP F Hartmann S tf.Phys LeIt. 44A, 361 (1973)
15* «Электромагнитное сверх излучен не» иэд Физико-технического института
Казанского филиала АН СССР Казань. 1975 16* Сакарцее В В УфН в печнтіі (1977)
17* Skrtbanowitz N . Herman J P, MacGttlwray Feld Af S . Phys Rev. I4A, 1169 (1976)
18* Flusberg A Massberg T. Harlmann S R. Phys. LeIt. 5sa1 373 (1976) 19" Соколов И В. Трифонов E Д, ЖЭТФ, 65. 74 (1973) 67 4а! (1974) 20- ?мгльячоа Є И , Цликонгович Ю А , Опт ц спектр , 41, 913 (1976) 21* Захаров С M Маныкин Э А . Изн All СССР сер физ, 37, 2|79 (1973). 22' Бурштеян А И Лусеп A IO, ЖЭТФ 6? 1927 (1975)
Глава 9
ФОТОННОЕ ЭХО
§ I ВВЕДЕНИЕ
Необратимость и затухание — могущественные партнеры доминирующие в большинстве физических задач многих тел В предыдущих главах мы постоянно сталкивались с множеством явлении, обусловливающих затухание: спонтанным излучением, мяг KiIMIi и жесткими соударениями, фононным рассеянием в твердых телах, липольнон дефазнровкон и др В уравнениях Блоха п Максвелла систематически использовались три основных феноменологических времени затухания, а именно Ti, Г> и То, от ражающих \ помянутые процессы распада
В настоящей паве мы используем весьма неожиданную идею о том, что не все процессы затухання являются необратимыми. Открытие в 1950 г Ханом [I, 2] спинового эха показало, в ча стностн что свободно инд} кц ион нос затухание легко обращается, причем даже по истечению времени, значительно превышающего необходимое чдя полного затухания сигнала свободной индукции Следовательно, сигнал эха. в котором возрождается сигнал свободной индукции обладает магическим свойством нечто появляется из «ничего» Конечно, ничего магического в принципах, на которых базируется эхо нет Как мы увидим, возможность эха связана с тем что атом сохраняет свою собственную резонансную частоту, отличную от всех других возможных резонансных частот в предеоіах неоднородного ущирения линии I/7V, на протяжении времен, больших по сравнению с Гг.
§ 2. КАЧЕСТВЕННОЕ РАССМОТРЕНИЕ
В ряде предыдущих глав мы сталкивались с тем фактом, что неоднородное уширение приводит к затуханию макроскопической удельной поляризации P со скоростью IfT2- В § 4 гл 1 было показано, что такое затухание не связано с процессами энергетических потерь, которые ведут к деградации или сбоям колебаний отдельных атомов В § ? гл I и § 4 гл 4 при доказательстве классической и квантовой теорем площадей мы видели, что не*
7*
196
Главо 9
однородное уширение позволяет резонансной среде влиять HS распространение импульса в течение времени, гораздо меньшею, чем время однородной релаксации.
а
Я 3 S
1 1 J
б
в
Фиг 9-І а — схематическое представление неоднородно уширенного спектра векторе* Влоха со спектральной шнрмнМ l/Tv б — после оозбуждакгя 90 гратусным импульсом различные неецдесинны начинают пренессировать (во вращающейся системе координат) вокруг оси 3 с частотами, которые оіір^ішляютсл значениями расстроек согласно (2 36) прм ff =0 В конечной стадии дли времени, большего 1\, векторы Блохя однородно распределены в плоскости 1—2. 6 — быстрое убывание удельной гюлярнаацнн P к следовательно, силіала, излученного атомными дшюллми вследствие дефазнровкы нх векторов блоха Время жнзни сигнала равно приблизительно Ts,
Затухание поляризации вследствие Гг-процессов обусловлено дефазировкой индивидуальных днггельных моментов по всему образт Соответствующая дефазпровка поперечных компонент векторов Блоха во вращающейся системе координат показана
107
т. фиг 9 I (Ij Возникает естественный вопрос может ли энср гпя, запасенная дефазируемыми моментами, восстанавливать свою величину за счет какого-либо когерентного механизма3 Сели да то восстановление должно происходить в интервале между '/'-> и T , посіє которого каждый отдельный диполь бу дет релакси])овать в основное состояние
На первый взгляд кажется что восстановченпе когерентного изіучения от дефезированных диполей вообще невозможно В сачом деле, расфазировка обусловлена различием частот колебаний отдельных диполей, и поэтому с течением времени она должна нарастать Конечно, любые два диполя, частоты которых отличаются скажем, на величину бы, возвратятся в исходное фазированное состояние но истечении времени б/ = 2л/оы Ознако для чюбого реального ансамбля атомов распределение частот колебаний или распределение расстроек относитель
