Метод адиабатического описания интерференции состояний многоуровневых квантовых систем в резонансных полях излучения

• Автор: Шахмуратов, Рустэм Назимович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 378 с. : ил.

Оглавление
Введение
1 Создание спиновой когерентности примесных ионов с помощью оптического возбуждения
1.1 Метод создания когерентности атомных состояний с помощью рамановского возбуждения
1.1.1 Схемы взаимодействия трехуровневого атома с двумя
резонансными полями
1.1.2 Л-схема: эволюция вектора состояний во времени
1.1.3 Векторная модель Блоха для трехуровневого атома
1.1.4 Пленение населенности
1.1.5 Случай разных амплитуд и фаз компонент бихромати-
ческого поля
1.1.6 Особенности У-схемы
1.1.7 Выводы
1.2 Создание спиновой когерентности в рубине с помощью оптического возбуждения и методы ее детектирования
1.2.1 Схема создания спиновой когерентности в рубине с помощью оптического возбуждения
1.2.2 Динамика спиновой поляризации
1.2.3 Намагниченность индуцированная в приемной катушке
ансамблем ионов хрома

1.2.4 Стационарное решение кинетических уравнений и анализ когерентного пленения населенности в темном состоянии
1.2.5 Кинетика спиновой когерентности
1.2.6 Выводы
1.3 Низкочастотная когерентность и насыщение квази-двухуровневой
системы резонансным полем излучения
2 Лазеры без инверсии населенности
2.1 Схема оптической ориентации ядерных спинов
2.2 Кинетические уравнения для элетронно-ядерной системы, взаимодействующей с лазерной накачкой
2.3 Анализ аналитического решения кинетических уравнений
2.4 Общие результаты по двойной А-схеме
3 Электромагнитно-индуцированная прозрачность в режиме адиабатического следования темного состояния и адиабатический перенос населенности
3.1 Электромагнитно-индуцированная прозрачность в
импульсном режиме
3.2 Адиабатический перенос населенности
3.2.1 Схема возбуждения при адиабатическом переносе населенности
3.2.2 Адиабатическое решение для адиабатической последовательности импульсов
3.2.3 Неадиабатические поправки
3.2.4 Момент времени и длительность неадиабатических переходов
3.2.5 Вклад чирпирования частоты Раби

3.2.6 Совместный вклад чирпирования частоты Раби и зави-
симости от времени параметра смешивания в неадиабатические поправки
3.2.7 Выводы
4 Преобразование энергии излучения и управление параметрами импульса в условиях электромагнитно-индуцированной прозрачности
4.1 Преобразование энергии сигнальной волны в процессе формирования «медленного света»
в ЭИП среде
4.1.1 Плотность энергии медленно распространяющегося
импульса
4.1.2 Адиабатическая эволюция вектора состояния трехуровневого атома: темные состояния высшего порядка . . . .
4.1.3 Эволюция плотности энергии «медленного света» для

4.1.4 Адиабатон с нулевой плотностью энергии
4.1.5 «Медленный свет» с кратковременным хранением энергии в возбужденном состоянии атомов
4.1.6 Выводы
4.2 Управление амплитудой, фазой, формой и длительностью лазерных импульсов в протяженных резонансных средах
4.2.1 Схема возбуждения
4.2.2 Основные уравнения
4.2.3 Управление параметрами импульса
4.2.4 Выводы
5 Распространение медленного света в среде с релаксацией когерентности

ция низкочастотной когерентности (712 выравнивает населенности уровней Ь и 4 со скоростью Г12. Если В Г12 и Л 2> Г12, то уровни бис становятся существенно пустыми и происходит пленение населенности в темном состоянии 4.
Можно подтвердить эти эмпирические выводы, используя решение уравнений Блоха с релаксационными членами в представлении 4Ьс. Последние можно вывести с помощью ^-преобразования (1.20) кинетических уравнений для матрицы плотности в представлении взаимодействия, хорошо известных для трехуровневого атома. Мы взяли эти уравнения из работы [26]. Уравнения Блоха (1.52),(1.53) с полученной таким образом диссипативной частью имеют вид:
Определение релаксационных параметров, входящих в уравнения, дано на предыдущей странице. Поскольку релаксация приводит к появлению дополнительных компонент U12 и 033, которые отсутствовали в динамической части уравнений для Уьс и и)ъс, необходимо расширить систему уравнений, добавив еще два уравнения:
Динамическая часть этих уравнений обсуждалась в предыдущем параграфе (см. выражение (1.46)). Кинетическая часть получена с помощью Д-преобразовани уравнений, приведенных в работе [26]. Стационарное решение уравнений (1.60)—
(1.63) имеет вид:

Wbc— —xvbc + 2^12^12 — ЗД.СГ33.
(1.60)
(1.61)
(1.62)
(1.63)
(1.64)

(un)st =
(1.65)

(1.66)