Преобразование световых импульсов в условиях электромагнитно индуцированной прозрачности при вырождении атомных уровней
Диссертация
Актуальность исследования нелинейных оптических эффектов, возникающих при резонансном взаимодействии лазерного излучения с ансамблями атомов в условиях электромагнитно индуцированной прозрачности (ЭИП) обусловлена проявлением многочисленных нетривиальных следствий, которые могут быть использованы в различных приложениях. Эффект ЭИП был предсказан и экспериментально наблюдался еще в конце 60-х… Читать ещё >
Список литературы
- Маныкин Э.А., Афанасьев A.M. Об одной возможности «Просветления, среды при многоквантовом резонансе. // ЖЭТФ. 1967. Т.52. Вып.5. С. 1246.
- Arimondo Е. Nonabsorbing atomic coherences by coherent two-photon transitions in a three-level optical pumping. // Lettere A1 Nuovo Cimento. 1976. V.17. Iss.10. P.333.
- Gray H.R., Whitley R.M., Stroud Jr. C.R. Coherent trapping of atomic populations. // Opt. Lett. 1978. V.3. Iss.6. P.218.
- Раутиан С.Г., Смирнов Г. И., Шалагин A.M. Нелинейные резонансы в спектрах атомов и молекул. Новосиб.: Наука. 1979.
- Попов А.К. Введение в нелинейную спектроскопию. Новосиб.: Наука. 1983.
- Попов А.К. Усиление без инверсии и лазерно-индуцированная прозрачность на дискретных переходах и переходах в континуум. // Изв. РАН. Сер. физич. 1996. Т.60. Вып.6. С. 99.
- Harris S.E., Field J.E., Imamoglu A. Nonlinear optical processes using electromagnetically induced transparency. // Phys. Rev. Lett. 1990. V.64. P. 1107.
- Смирнов B.C., Тумайкин A.M., Юдин В. И. Стационарные когерентные состояния атомов при резонансном взаимодействии с эллиптически поляризованным светом. Когерентное пленение населенностей (общая теория). // ЖЭТФ. 1989. Т.96. Вып.5. С. 1613.
- Scully M. Enhancement of the index of refraction via quantum coherence. // Phys. Rev. Lett. 1991. V.67. Iss.14. P.1855.
- Parkins A.S., Marte P., Zoller P. Synthesis of arbitrary quantum states via adiabatic transfer of zeeman coherence. // Phys. Rev. Lett. 1993. V.71. Iss.19. P.3095.
- Boiler К.-Л., Imamoglu A., Harris S.E. Observation of electromagnetically' induced transparency. // Phys. Rev. Lett. 1991. V.66. P.2593.
- Field J.E., Hahn K.H., Harris S.E. Observation of electromagnetically induced transparency in collisionally broadened lead vapor. // Phys. Rev. Lett. 1991. V.67. P.3062.
- Hakuta K., Marmet L., Stoicheff B.P. Electric-field-induced second-harmonic generation with reduced absorption in atomic hydrogen. // Phys. Rev. Lett. 1991. V.66. P.596.
- Скалли M.O., Зубайри M.C. Квантовая оптика. М.: Физматлит. 2003. Scully М.О., Zubairy M.S. Quantum optics. Cambridge University Press. 1997.
- Scully M.O. From lasers and masers to phaseonium and phasers. // Phys. Rep. 1992. V.219. P.191
- Harris S.E. Electromagnetically induced transparency. // Phys. Today. 1997. V.50. Iss.7. P.36−42.
- Marangos J.P. Topical review Electromagnetically induced transparency. // J. Mod. Opt. 1998. V.45. No.3. P.471.
- Fleischhauer M., Imamoglu A., Marangos J.P. Electromagnetically induced transparency: Optics in coherent media. // Rev. Mod. Phys. 2005. V.77. P.633.
- Harris S.E., Yamamoto Y. Photon Switching by Quantum Interference. // Phys. Rev. Lett. 1998. V.81. P.3611.
- Harris S.E., Hau L.V. Nonlinear Optics at Low Light Levels. // Phys. Rev. Lett. 1999. V.82. P.4611.
- Kien F.L., Shon N.H., Hakuta K. Generation of subfemtosecond pulses by beating a femtosecond pulse with a Raman coherence adiabatically prepared in solid hydrogen. // Phys. Rev. A. 2001. V.64. P.51 803®.
- Arimondo E. Coherent population trapping in laser spectroscopy. In Progress in Optics. Ed. Wolf E. Elsevier Science. University of Colorado at Boulder: Boulder. 1996. V.35. P.257.
- Harris S.E. Normal modes for electromagnetically induced transparency. // Phys. Rev. Lett. 1994. V.72. P.52.
- Vemuri G., Vasavada K.V., Agarwal G.S. et al. Coherence-induced effects in pulse-pair propagation through absorbing media. // Phys. Rev. A. 1996. V.54. P.3394.
- Eberly J.H., Pons M.L., Hag H.R. Dressed-field pulses in an absorbing medium. // Phys. Rev. Lett. 1994. V.72. P.56.
- Grobe R., Hioe F.T., Eberly J.H. Formation of Shape-Preserving Pulses in a Nonlinear Adiabatically Integrable System. // Phys. Rev. Lett. 1994. V.73. P.3183.
- Fleischhauer M., Manka A.S. Propagation of laser pulses and coherent population transfer in dissipative three-level systems: An adiabatic dressed-state picture. // Phys. Rev. A. 1996. V.54. P.794.
- Архипкин В.Г., Манушкин Д. В., Тимофеев В. П. Распространение лазерных импульсов в условиях адиабатического переноса населенности. // Квантовая электроника. 1998. Т.25. Вып. 12. С. 1084.
- Архипкин В.Г., Тимофеев В. П. Адиабатическое распространение коротких импульсовв условиях электромагнитно-индуцированной прозрачности. // Квантовая электроника. 2000. Т.ЗО. Вып.2. С. 180.
- Grigoryan G.G., Pashayan Y.T. Propagation of pulses in a three-level medium at exact two-photon resonance. // Phys. Rev. A. 2001. V.64. P.13 816.
- Arkhipkin V.G., Timofeev I.V. Spatial evolution of short laser pulses under coherent population trapping. // Phys. Rev. A. 2001. V.64. P.53 811.
- Hau L.V., Harris S.E., Dutton Z., Behroozi C.H. Light speed reduction to 17 metres per second in an ultracold atomic gas. // Nature. 1999. V.397. P.594.
- Inouye S., Low R.F., Gupta S., Pfau Т., Gorlitz A., Gustavson T.L., Pritchard D.E., Ketterle W. Amplification of Light and Atoms in a Bose-Einstein Condensate. // Phys. Rev. Lett. 2000. V.85. P.4225.
- Kash M.M., Sautenkov V.A., Zibrov A.S., Hollberg L., Welch G.R., Lukin M.D., Rostovtsev Y., Fry E.S., Scully O.S. Ultraw-slow light and enhanced nonlinear optical effects in a coherently drive hot atomic gas. // Phys. Rev. Lett. 1999. V.82. P.5229.
- Budker D., Kimball D.F., Rochester S.M., Yashchuk V.V. Nonlinear Magneto-optics and Reduced Group Velocity of Light in Atomic Vapor with Slow Ground State Relaxation. // Phys. Rev. Lett. 1999. V.83. P.1767.
- Mustecaplioglu O.E., You L. Slow light propagation in trapped atomic quantum gases. // Phys. Rev. A. 2001. V.64. P.13 604.
- Phillips D.F., Fleischhauer M., Mair A., Walsworth R.L., Lukin M.D. Storage of Light in Atomic Vapor. // Phys. Rev. Lett. 2001. V.86. P.783.
- Liu C., Dutton Z., Behroozi C.H., Hau L.V. Observation of coherent optical information storage in an atomic medium using halted light pulses. // Nature. 2001. V.409 Iss.6819. P.490.
- Архипкин В.Г., Тимофеев И. В. Электромагнитно индуцированная прозрачность: запись, хранение и считывание коротких световых импульсов. // Письма в ЖЭТФ. 2002. Т.76. Вып.1. С. 74.
- Bajcsy М., Zibrov A.S., Lukin M.D. Stationary pulses of light in an atomic medium. // Nature. 2003. V.426. P.638.
- Alexandrov E.B., Zapasskii V.S. Stored light and released fiction. // arXiv: quant-ph/30 4192v2. 2003.
- Васильев H.A., Трошин А. С. Экстремальное замедление световых импульсов в атомных ловушках: полуклассическая теория. // ЖЭТФ. 2004. Т.125. Вып.6. С. 1276.
- Васильев Н.А., Трошин А. С. Об управлении световыми импульсами в условиях электромагнитно-индуцированной прозрачности. // Изв. РАН. Сер. физ. 2005. Т.69. Вып.8. С. 1096.
- Козлов Г. Г., Александров Е. Б., Запасский B.C. О динамике светоин-дуцированной анизотропии в условиях нестационарного возбуждения и об одной имитации &bdquo-остановки света». // Опт. и спектр. 2004. Т.97. Вып.6. С. 969.
- Александров Е.Б., Запасский B.C. Легенда об остановленном свете. // УФН. 2004. Т. 174. Вып.10. С. 1105.
- Александров Е.В., Запасский B.C. В погоне за &bdquo-медленном светом". // УФН. 2006. Т. 176. Вып.10. С. 1093.
- Запасский B.C. Об электромагнитно-индуцированной прозрачности в вырожденной А-схеме. // УФН. 2009. Т.179. Вып.2. С. 197.
- Whitley R.M., Stroud Jr C.R. Double optical resonance. // Phys. Rev. A. 1976. V.14. P.1498.
- Oreg J., Hioe F.T., Eberly J.H. Adiabatic following in multilevel systems. // Phys. Rev. A. 1984. V.29. P.690.
- Kuklinski J.R., Gaubatz U., Hioe F.T., Bergmann K. Adiabatic population transfer in a three-level system driven by delayed laser pulses. // Phys. Rev. A. 1989. V.40. V.6741.
- Weis S., Riviere R., Deleglise S., Gavartin E., Arcizet O., Schliesser A., Kippenberg T.J. Optomechanically Induced Transparency. // Science. 2010. V.330. Iss.6010. P.1520.
- Lvovsky A.L., Sanders B.C., Tittel W. Optical quantum memory. // Nature Photonics. 2009. V.3. P.706.
- Hosseini M., Sparkes B.M., Campbell G., Lam P.K., Buchler B.C. High efficiency coherent optical memory with warm rubidium vapour. // Nature Comm. 2011. V.2. P.174.
- Lukin M.D., Imamoglu A. Controlling photons using electromagnetically induced transparency. // Nature. 2001. V.413. P.273.
- Rokhsari H., Vahala K.J. Observation of Kerr nonlinearity in microcavities at room temperature. // Opt. Lett. 2005. V.30. Iss.4. P.427.
- Matsuda N., Shimizu R., Mitsumori Y., Kosaka H., Edamatsu K. Observation of optical-fibre Kerr nonlinearity at the single-photon level. // Nature Phot. 2009. V.3. P.95.
- Gorshkov A.V., Andre A., Lukin M.D., Sorensen A.S. Photon storage in A-type optically dense atomic media. I. Cavity model. // Phys. Rev. A. 2007. V.76. P.33 804.
- Gorshkov A.V., Andre A., Lukin M.D., Sorensen A.S. Photon storage in A-type optically dense atomic media. II. Free-space model. // Phys. Rev. A. 2007. V.76. P.33 805.
- Gorshkov A.V., Andre A., Lukin M.D., Sorensen A.S. Photon storage in A-type optically dense atomic media. III. Effects of inhomogeneous broadening. // Phys. Rev. A. 2007. V.76. P.33 806.
- Hagley E.W., Deng L., Phillips W.D., Burnett K., Clark C.W. The atom laser. // Opt. & Phot. New. 2001. Iss.May. P.22.
- Ketterle W. Nobel lecture: When atoms behave as waves: Bose-Einstein condensation and the atom laser. // Rev. Mod. Phys. 2002. V.74. P.1131.
- Schmidt H., Ram R.J. All-optical wavelength converter and switch based on electromagnetically induced transparency. // App. Phys. Let. 2000. V.76. No.22. P.3173.
- Thommen Q., Mandel P. Electromagnetically Induced Left Handedness in Optically Excited Four-Level Atomic Media. // Phys. Rev. Lett. 2006. V.96. P. 53 601.
- Matsko А.В., Rostovtsev Y.V., Kocharovskaya O., Zibrov A.S., Scully M.O. Nonadiabatic approach to quantum optical information storage. // Phys. Rev. A. 2001. V.64. P.43 809.
- Matsko А.В., Strekalov D.V., Maleki L. On the dynamic range of optical delay lines based on coherent atomic media. // Opt. Expr. 2005. V.13. No.6. P.2210.
- Safavi-Naeini A.H., Mayer Alegre T.P., Chan J., Eicheniield M., Winger M., Lin Q., Hill J.Т., Chang D.E., Painter O. Electromagnetically induced transparency and slow light with optomechanics. // Nature. 2011. V.472 P. 69.
- Фрадкин Э.Е., Козлов В. В., Воронов М. В. Индуцированная прозрачность при нестационарно комбинационном рассеянии. // Кв. электр. 1999. Т.28. С. 239.
- Xiao М., Li Y., Jin S., Gea-Banacloche J. Measurement of Dispersive Properties of Electromagnetically Induced Transparency in Rubidium Atoms. // Phys. Rev. Lett. 1995. V.74. Iss.5. P.666.
- Badger S.D., Hughes I.G., Adams C.S. Hyperfine effects in electromagnetically induced transparency. // J. Phys. В.: At., Mol., Opt. Phys. 2001. V.34. P. L749.
- Clarke J., Chen H., van Wijngaarden W.A. Electromagnetically induced transparency and optical switching in a rubidium cascade system. // App. Opt. 2001. V.40. No.12. P.2047.
- McGloin D., Fulton D.J., Dunn, M.H. Electromagnetically induced transparency in N-level cascade schemes. // Opt. Comm. 2001. V.190. P.221.
- Зеленский И.В., Миронов В. А. Электромагнитно-индуцированная прозрачность в вырожденных двухуровневых системах. // ЖЭТФ. 2002. Т.121. Вып.5 С. 1068.
- Weatherill K.J., Pritchard J.D., Abel R.P., Bason M.G., Mohapatra A.K., Adams C.S. Electromagnetically induced transparency of an interacting cold Rydberg ensemble. // J. Phys. В.: At., Mol., Opt. Phys. 2008. V.41. P.201 002.
- Olson A.J., Mayer Sh.K. Electromagnetically induced transparency in rubidium. // Am. J. Phys. 2009. V.77. No.2 P.116.
- Losev A.S., Troshin A.S., Vasil’ev N.A. To the theory of effects associated with electromagnetically induced transparency: composition of A- and V-types. // Proceedings of SPIE. 2008. V.7024. P.70240B.
- Лосев А.С., Трошин А. С. Управление световыми импульсами в условиях электромагнитно индуцированной прозрачности при вырождении уровней. // Опт. и спектр. 2011. Т.110. Вып.1. С. 76.
- Paspalakis E., Knight P.L. Transparency, slow light and enhnced nonlinear optics in a four-level scheme. //J. Opt. B: QuantumSemiclass. 2002. V.4. P. S372.
- Paspalakis E., Kylstra N.J., Knight P.L. Propagation and nonlinear generation dynamics in a coherently prepared four-level system. // Phys. Rev. A. 2002. V.65. P.53 808.
- Лосев А.С., Трошин А. С. Воспроизведение сложных оптических импульсов различной поляризации при электромагнитно-индуцированной прозрачности. // Уч. зап. Казанск. гос. ун. 2010. Т.152. Вып.2. С. 119.
- Rusecas J., Mekys A., Juzeliunas G. Optical vortices of slow light using a tripod scheme. // J. Opt. 2011. V.13. P.64 013.
- Ахмеджанов P.А., Бондарцев А. А., Гущин Л. А., Жарова H.A., Петро-сян А.Г. Электромагнитно индуцированная прозрачность на зееманов-ских подуровнях в кристалле Ndu: LaF3. // Письма в ЖЭТФ. 2007. Т.85. Вып.8. С. 474.
- Пантел Р., Путхов Г. Основы квантовой электроники. М.: Мир. 1972. Pantell R.H., Puthoff Н.Е. Fundamentals of quantum electronics. New York, London, Sydney, Toronto: John Wiley & Sons. 1969.
- Laporte O., Meggers W.F. Some rules of spectral structure. //J. Opt. Soc. Am. 1925. V.ll. P.459.
- Steck D.A., Sodium D Line Data. // http:. //steck.us/alkalidata. Revision 2.1.4. 2010.
- Трифонов Е.Д. К теории еверхизлучательного рэлеевекого рассеяния света на бозе-эйнштейновском конденсате. // ЖЭТФ. 2001. Т.120 Вып.5. С.1117−1125.
- Трифонов Е.Д. Полуклассическая теория еверхизлучательного рассеяния на бозе-эйнштейновском конденсате. // Опт. и спектр. 2002. Т.92. Вып.4. С.631−638.
- Александров Е.Б., Хвостенко Г. И., Чайка М. П. Интерференция атомных состояний. М.: Наука. 1991.
- Маске В., Segard В. Slow light in saturable absorbers. // Phys. Rev. A. 2008. V.78. P.13 817.
- Novikova I., Xiao Y., Phillips D.F., Walsworth R.L. EIT and diffusion of atomic coherence. // J. Mod. Opt. 2005. V.52. Iss.16. P.5.
- Bullough R.K., Jack P.M., Kitchenside P.W., Saunders R. Solitons in laser physics. // Phys. Scripta. 1979. V.20. P.364.
- Маймистов А.И. Некоторые модели распространения предельно коротких электромагнитныхтимпульсов в нелинейной среде. // Кв. электр. 2000. Т.ЗО. Вып.4. С. 287.
- Arnold J.M. Dynamical systems in nonlinear optics: Maxwell-Bloch models. // Opt. Quant. Electron. 2008. V.40. P.787.
- Matsko А.В., Novikova I., Scully M.O., Welch G.R. Radiation Trapping in Coherent Media. // Phys. Rev. Lett. 2001. V.87. P.133 601.
- Wootters W.K., Zurek W.H. A single quantum cannot be clones. // Nature. 1982. V.299. Iss.5886. P.802.
- Дураев В.П., Неделин Е. Т., Недобывайло Т. П., Сумароков М. А., Шишков В. В. Одночаетотный полупроводниковый лазер на к=1.06 мкме распределенным брегговеким зеркаломв волоконном световоде. // Квантовая электроника. 1998. Т.25. Вып.1. С. 301.
- Benedict M.G., Ermolaev A.M., Malyshev V.A., Sokolov I.V., Trifonov E.D. Super-radiance. Multiatomic Coherent Emission. Bristol and Philadelphia: Institute of Physics Publishing. 1996.
- Дмитриев В.Г., Тарасов JI.В. Прикладная нелинейная оптика: генераторы второй гармоники и параметрические генераторы света. М.: Радио и связь. 1982. 352 с.