«Медленный свет» на основе эффекта ЭИП

Итак, эффект электромагнитно-индуцированной прозрачности позволяет создать среду с чрезвычайно узким провалом в ее спектре поглощения. Волна накачки, которая радикальным образом влияет на оптические характеристики среды и от интенсивности которой эти характеристики зависят, в данном случае рассматривается как атрибут среды, свойства которой зондируются не возмущающим ее пробным светом. Теперь, если воспользоваться известными соотношениями Крамерса-Кронига, устанавливающими связь между спектром поглощения линейной среды и спектром ее показателя преломления, то мы увидим, что в области этого узкого провала среда демонстрирует чрезвычайно крутой ход показателя преломления. Если эти слова не вызвали у вас учащения пульса и сладостных воспоминаний об экзамене по курсу физики — придется поверить на слово.

Дисперсия такого рода характерна для любых резонансов, и ничего необычного в самом этом нет. Но обычно узкие резонансы в оптических средах имеют вид пиков поглощения, и участок крутой дисперсии (с аномальной спектральной зависимостью) приходится на область сильного поглощения, и поэтому не представляет большого интереса. В эффекте ЭИП, напротив, спектральная особенность среды имеет характер антирезонанса и участок крутой дисперсии находится на частоте прозрачности. Типичная спектральная зависимость показателя преломления среды в области резонанса ЭИП показана на рис. 2б. Сочетание гигантской дисперсии среды с ее прозрачностью и определяет уникальность ситуации.

Эффект «медленного света» наблюдается, когда в качестве пробного поля, действующего в плече 1−3 Л-схемы (рис. 1), используется световой импульс, спектр которого не выходит за пределы антирезонанса ЭИП. При этом высокая дисперсия среды в сочетании с ее нормальной спектральной зависимостью (то есть возрастанием показателя преломления в сторону роста частоты) обеспечит небывалое снижение групповой скорости света [24]. Достигнутое снижение групповой скорости света вроде бы может представлять значительный интерес для практических приложений. Особую привлекательность этой технике придает возможность управления групповой скоростью пробного света путем изменения интенсивности поля накачки, от которой зависит ширина провала, а следовательно, и крутизна дисперсии. Однако надо учитывать, что снижение групповой скорости света за счет повышения дисперсии показателя преломления неизбежно сопровождается сужением рабочей полосы частот, а значит, и снижением информационной емкости соответствующего оптического канала связи. Это ограничивает перспективы практического использования «медленного света» в устройствах передачи и обработки информации.