Солитоны - Буллафа Р.
Скачать (прямая ссылка):
как самофокусировка всего луча, так и расщепление (см. [3.42]). Первое
исключается выбором достаточно большого диаметра луча. Соответствие
плосковолновой модели исключает и фокусировку, и расщепление. Для
специалистов укажем, что импульсы длительностью примерно 5 не были
получены усилением выходного луча лазера непрерывного действия на
красителе
3.2. Теория вырожденной СИП
137
бремя (не)
Рис. 3.4. а - с. "Качание" в случае самоиндуцированной прозрачности: а -
численное моделирование для Q(2) с затуханием; Ь - экспериментальные
данные для вырожденного перехода Na Di (F = 2 F' = 1,2) в нулевом
магнитном поле; с - экспериментальные данные для невырожденного перехода
NaDi(M/ = -1 /2 -Л1 у = +1 /2) в поле 5 кГаусс. Кривые с меньшим нулевым
значением отвечают более высокому поглощению. Входной импульс изображен
штриховой линией.
порядка нескольких Вт/см2 в точке максимума, посылается в камеру длиной 1
см, заполненную парами натрия; наблюдение производится на выходе.
Эффективная длина камеры
(типа 580 CW фирмы Spectra Physics) с помощью однопроходного усилителя на
красителе с Л^-накачкой. Выполнение условий однородной плоской волны
действительно хорошо соблюдалось: входной луч имел несколько миллиметров
в диаметре и обладал малой расходимостью, а результат на выходе из камеры
увеличивался в четыре раза н падал на кремниевый лавинный фотодиод
диаметром 280р. Сигнал на выходе фотодиода регистрировался стробируемым
осциллографом с разрешением не хуже 1 не, стробируемым интегратором и
записывающим устройством.
138
3. Двойное уравнение sine-Gordon
меняется при помощи изменения плотности паров натрия внутри нее. В
результате на детектор подаются профили различной интенсивности. На рис.
3.4, а показаны расчетные значения последовательных профилей
интенсивности для Q (2) -систем, описываемых уравнением (3.9): данные
взяты для сверхтонких Di-переходов F = 2^>-F'=2 в Na; каждый профиль,
однако, характеризуется определенной константой затухания. Значения этих
констант таковы: Т\ = 2\ не, Т2 = 48 не; они близки к значениям, типичным
для трехуровневого атома Na1). Численное моделирование показывает, что
для двугорбого вобблера передний максимум сначала уменьшается, в то время
как задний максимум увеличивается - даже при учете затухания. На рис.
3.4, b изображена последовательность реально наблюдавшихся на выходе
результатов. Механизм затухания (однородное расползание или спонтанное
излучение) приглушает как передг ний, так и задний максимум, но не
настолько, чтобы нарушить уменьшение переднего пика, ясно видное на рис.
3.4, Ь. Для сравнения на рис. 3.4, с эксперимент повторен с магнитАым
полем в 5 кГс. Это поле расщепляет сверхтонкую вырожденность, и система
описывается СГ-уравнением. Входные 4я-импульсы теперь распадаются на 2я-
импульсы с большей амплитудой (равно как и с большей скоростью) переднего
импульса. Механизм затухания в основном заглушает более слабый задний
импульс (по-видимому, это можно показать с помощью теории возмущений;
эксперименты определенно подтверждают подобный вывод2), и в
рассматриваемой последовательности задний импульс оказывается
уменьшающимся. Разумеется, наблюдение распада реальных импульсов
окончательно решило бы этот вопрос, но четкий распад импульсов в
невырожденной СИП был получен при других обстоятельствах - опять же в
парах натрия [3.40].
Этот обнадеживающий результат, относящийся к нелинейной оптике, является
одним из многих недавно полученных;
¦) Фактически были взяты значения для переходов 2St/2 /г = 2-*-2Р1/2 F =
1, 2, затухающих из-за спонтанного излучения. Времена релаксации слегка
меняются от перехода к переходу, но все они близки к значениям 7", = = 24
не, Т2 = 48 не для сильных магнитных полей, используемым при численном
моделировании. Можно сослаться на диссертацию Г. Саламо (Университет
Сити, Нью-Йорк, 1974), где показаны отношения ветвления для каждого из
подсостояннй F, Mf. Дело в том, что каждое возбужденное под-состояние
имеет время жизни 16 не, но ответвление к нижнему состоянию (AMf = 0)
отлично от ответвления ко всем другим состояниям (AAfF = ± 1). Так что,
строго говоря, времена Тх и Тг иные. Мы полагаем, что влияние этих
различий пренебрежимо мало.
5) Например, если взять 5л-импульс, демонстрирующий хороший распад, и при
этом увеличить поглощение (и, следовательно, потери), то можно увидеть,
что второй импульс вымрет первым. То же самое можно увидеть со слабой
фокусировкой, чтобы компенсировать потери, увеличивающие разделение
импульсов.
3.3. Спиновые волны в жидком 3Не
139
другие - это (а) наблюдение распада четкого импульса в невырожденных
парах натрия (см. упоминавшуюся работу
[3.40]); (б) наблюдение самофокусировки и некоторого расщепления луча для
невырожденной СИП при конечном поперечном сечении падающего луча [3.12,
3.41, 3.42]; (в) наблюдение взаимодействия противоположно направленных
оптических импульсов в натрии [3.13, 3.42] и (г) наблюдение "супер-
