Кооперативные нелинейные процессы при взаимодействии излучения с системами двух- и трехуровневых атомов

• Автор: Зайцев, Александр Иванович
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 340 с. : ил

Оглавление
0 ВВЕДЕНИЕ

1 СВЕРХИЗЛУЧЕНИЕ СОСРЕДОТОЧЕННОЙ

И ПРОТЯЖЕННОЙ СИСТЕМ

1.1. КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ СВЕРХИЗЛУЧЕНИЯ

1.2. СВЕРХИЗЛУЧЕНИЕ

СИСТЕМЫ ПРОТОННЫХ СПИНОВ

1.2.1. Эксперимент

1.2.2. Теория

1.2.3. Сравнение теории с экспериментом

и обсуждение результатов

1.3. СВЕРХИЗЛУЧЕНИЕ ПРОТЯЖЕННЫХ СИСТЕМ. ПОЛУКЛАССИЧЕСКОЕ ПРИБЛИЖЕНИЕ
1.3.1. Полуклассическое приближение
1.3.2. Короткая система (Т А)
1.3.3. Протяженная система
(пространственно однородное решение)
1.3.4. Масштабные свойства сверхизлучения
1.3.5. Протяженная система
(нулевые граничные условия)
1.4. ВЛИЯНИЕ НЕОДНОРОДНОГО УШИРЕНИЯ
НА СВЕРХИЗЛУЧЕНИЕ
1.4.1. Полуклассическая теория
1.4.2. Линейное приближение
1.4.3. Пороговое условие сверхфлуоресценции
и индуцированное сверхизлучение
1.5. ВЫВОДЫ

2 ДИФРАКЦИОННЫЕ ЭФФЕКТЫ
В СВЕРХФЛУОРЕСЦЕНЦИИ И ИНДУЦИРОВАННОМ СВЕРХИЗЛУЧЕНИИ
2.1. ДИФРАКЦИОННЫЕ ЭФФЕКТЫ В СВЕРХФЛУОРЕСЦЕНЦИИ.
ДВУМЕРНАЯ МОДЕЛЬ
2.1.1. Постановка задачи
2.1.2. Интегро-дифференциальная форма уравнений
2.1.3. Индуцированное сверхизлучение.
Однородная начальная поляризация
2.1.4. Сверхфлуоресценция. Случайная начальная поляризация
2.2. ДИФРАКЦИОННАЯ УГЛОВАЯ СТРУКТУРА СВЕРХФЛУОРЕСЦЕНЦИИ
2.2.1. Постановка задачи
2.2.2. Решение системы уравнений Максвелла-Блоха
2.3. ВЫВОДЫ
3 РЕЖИМЫ ГЕНЕРАЦИИ ПРОШЕДШЕЙ И ОТРАЖЕННОЙ ВОЛН
В ИНДУЦИРОВАННОМ СВЕРХИЗЛУЧЕНИИ
3.1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ МОДЕЛИ
3.2. ГЕНЕРАЦИЯ ОТРАЖЕННОЙ И ПРОШЕДШЕЙ ВОЛН
3.2.1. Учет отражения от резкой границы населенностей
3.2.2. Учет отражения от плавной границы населенностей .
3.3. МОДЕЛЬ ДВУХ ОДНОРОДНЫХ ВОЛН
3.4. КОГЕРЕНТНЫЙ ОБМЕН
МЕЖДУ ПРЯМОЙ И ОБРАТНОЙ ВОЛНАМИ
3.4.1. Влияние площади инициирующего импульса
на кинетику поля
3.4.2. Основные режимы индуцированного сверхизлучения.

3.5. ВЛИЯНИЕ ОДНОРОДНОГО УШИРЕНИЯ
НА ГЕНЕРАЦИЮ ПРЯМОЙ И ОБРАТНОЙ ВОЛН В ИНДУЦИРОВАННОМ СВЕРХИЗЛУЧЕНИИ
3.6. РЕЖИМ ПОЛНОГО ДОМИНИРОВАНИЯ ПРОШЕДШЕЙ ВОЛНЫ
В ИНДУЦИРОВАННОМ СВЕРХИЗЛУЧЕНИИ
3.6.1. Формирование режима полного доминирования
при изменении площади инициирующего импульса
3.6.2. Зависимость генерации прямой и обратной волн от длины образца и формирование режима
полного доминирования
3.7. ВЫВОДЫ
4 ОТРАЖЕНИЕ И ПРОХОЖДЕНИЕ УЛЬТРАКОРОТКОГО ИМПУЛЬСА СВЕТА ЧЕРЕЗ ТОНКУЮ РЕЗОНАНСНУЮ СРЕДУ.
ЭФФЕКТ ЛОКАЛЬНОГО ПОЛЯ
4.1. МОДЕЛЬ.ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ
4.2. ПОПРАВКА НА ЛОКАЛЬНОСТЬ ПОЛЯ
4.3. РЕЗОНАНСНОЕ ВОЗБУЖДЕНИЕ.
НЕЛИНЕЙНАЯ ПРОЗРАЧНОСТЬ
4.4. НЕРЕЗОНАНСНОЕ ВОЗБУЖДЕНИЕ.
ПЕРЕХОДНАЯ БИСТАБИЛЬНОСТЬ ОТРАЖЕНИЯ
И ПРОПУСКАНИЯ
4.5. ВЫВОДЫ
5 ВЛИЯНИЕ ДИПОЛЬ-ДИПОЛЬНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ НА КООПЕРАТИВНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ МНОГОАТОМНЫХ СИСТЕМ
“
скопии (Харьков, 198-5); расширенном заседании секции ’’Лазерные люминофоры” (Звенигород, 1987); XIII международной конференции по когерентной и нелинейной оптике (Минск, 1988); IV Всесоюзном симпозиуме Световое эхо и пути его применения. (Куйбышев, 1989); международной конференции Nonlinear Dynamics in Optical System, 1990, (Optical Society of America, Washington, D.C., 1990); VI международном симпозиуме ’’Фотонное эхо и когерентная спектроскопия” (PESC-97) (г.Йошкар-Ола, 1997); XXI международной конференции по когерентной и нелинейной оптике (ICONO - 98) (г.Москва, 1998); V международном конгрессе ”Оптика’98” (5th Congress on modem optics) (г.Будапешт, Венгрия, 1998); международной конференции ”Lasers’98” (Tucson, Arizona ,USA, 1998); VII международных чтениях по квантовой оптике ’’IRQ099”(Казань, 1999); международной конференции ’’Фундаментальные проблемы оптики-2000” (С.-Петербург, 2000); международной конференции ”Lasers’2000” (New-Mechico, Arizona, USA, 2000); научных семинарах кафедры теоретической физики и астрономии РГПУ им.А.И.Герцена и городском научном семинаре по квантовой оптике при РГПУ им.А.И.Герцена, г.Санкт-Петербург.
Публикации
Основные результаты опубликованы в 57 работах, в том числе статей в журналах 37 [43, 44, 105, 106, 199, 107, 201, 108, 192, 110, 205, 207, 208, 212, 213, 214, 218, 219, 220, 221, 224, 225, 226, 227, 228, 229, 230,231,232,233,234, 235, 236, 237, 238, 239, 240], в сборниках трудов и материалов конференций 7 [193, 196, 198, 109, 206, 222, 223], в сборниках тезисов конференций 13 [194, 195, 197, 200, 202, 203, 204, 209, 210, 211, 215, 216, 217].
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, семи глав и заключения. Общий объем диссертации 340 страниц, 102 рисунка. Список литературы - 297 наименований.
Во введении приводится обзор литературы, обоснование актуальности темы, кратко излагаются основные результаты диссертации.
Первая глава. Основные особенности сверхизлучения поясняются в рамках простейшей квантовой модели для системы Дике и одномодовой