Кинетика атомов в поле, образованном бегущими эллиптически поляризованными волнами

• Автор: Прудников, Олег Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 115 с. : ил

Содержание
Введение
1 Квантовое кинетическое уравнение
1.1 Кинетическое уравнение для матрицы плотности
1.2 Вигнеровское представление для матрицы плотности
1.3 Уравнения Блоха
1.4 Уравнение Фокхера-Планка
1.5 Приближение медленных атомов
1.6 Процедура редукции уравнений на матрицу плотности к уравнению ФП
для медленных атомов
1.7 Кинетические коэффициенты
2 Кинетика атомов в световом поле
2.1 Охлаждение атомов в световом поле, одномерная задача
2.2 Аналитические выражения кинетических коэффициентов для атомов с
оптическим переходом Зд — 1/2 —» Л = 1/
2.2.1 Сила
2.2.2 Коэффициент трения
2.2.3 Диффузия
2.3 Аналитические выражения кинетических коэффициентов для атомов с
оптическим переходом Зд = 1/2 —> Зе = 3/
2.3.1 Сила
2.3.2 Коэффициент трения
2.3.3 Диффузия
2.4 Аналитические выражения кинетических коэффициентов для атомов с
оптическим переходом /9 = 1 —> Зе —

2.4.1 Сила
2.4.2 Коэффициент трения
2.4.3 Диффузия
2.5 Обсуждение общих выражений для кинетических коэффициентов уравнения ФП
3 Кинетика атомов в однородно поляризованных полях
3.1 Эллиптически поляризованная бегущая волна
3.2 Однородно поляризованная стоячая волна произвольной эллиптической
поляризации
3.2.1 Градиентная сила
3.2.2 Коэффициент трения
3.2.3 Коэффициент диффузии
3.2.4 Эффективная температура незахваченных атомов
3.3 Однородно поляризованное поле ’’смешанного” типа
3.4 Границы применимости двухуровневой модели
4 Кинетика атомов в неоднородно поляризованных полях
4.1 £ — в — е конфигурация светового поля
4.1.1 Пространственная зависимость оптического потенциала в е — в — е
конфигурации светового поля
4.1.2 Аномальные вклады в силу трения в поле е — в — е конфигурации.
4.1.3 Зависимость силы трения от скорости в полях малой интенсивности.
4.1.4 Направление кинетического процесса
4.1.5 Коэффициент диффузии
4.1.6 Оценка температуры лазерного охлаждения атомов в поле е — О—ё
конфигурации
4.2 £ — в — £ конфигурация светового шля
5 Заключение
Приложения
А Кинетические коэффициенты в поле малой интенсивности
В Матрица ф" для атомов с оптическим переходом Зд — 1 —> Де =

С Недиагональные элементы хрр' коэффициента трения для атомов с оптическим переходом = 1/2 -э = 1/
Б Представление для средней по пространственному периоду силы в виде

Литература

этого перехода может являться замкнутый оптический переход 1 —> 2 на 02 линии атома гелия 4Не.
Выражения для кинетических коэффициентов удобно представить в инвариантном виде, выразить через локальные параметры: фазу, угол поворота эллипса поляризации, эллиптичность и интенсивность светового поля и их градиенты: УФ, Vф, Уг и УЛ (Л = 1п(Е)) градиент от логарифма вещественной амплитуды поля. Для удобства, введем обозначение эффективного параметра насыщения Ое — О сов2(2г:). В принятых обозначениях кинетические коэффициенты имеют общую форму записи. Так сила, на неподвижный атом имеет линейную зависимость от градиентов светового поля:
Я = £//>^ (2.9)

где индекс суммирования /3 принимает значения {Л,е, Ф, ф}. Общие выражения для силы в нулевом порядке по скорости для любых типов оптических переходов можно найти используя стационарное решение для матрицы плотности (1.60), что было сделано в работах [35, 39]. Коэффициенты трения £ и вынужденной диффузии могут быть записаны в виде сумм
& = Й^Хде-У./ЗУ^'
Б® = Й2£Х>де,Уг(0У,-/3'. (2.10)
где коэффициенты х/зр1 и выражаются через параметры поля {С7, £,Ф,ф]. В рассматриваемой одномерной задаче (2.1) имеются лишь градиенты вдоль оси л (далее для краткости записи индекс гв7г будем опускать). Потому недиагональные по градиентам поля коэффициенты трения и вынужденной диффузии содержат только симметричные вклады хрр' + Х/3'0 и Т^00‘ + Т^р'р- Заметим, что в общем трехмерном случае тензор вынужденной диффузии симметричен по индексам ij и следовательно компоненты Т>рд' также симметричны Орд* — Од/д, а в в тензоре можно выделить симметричные и антисимметричные части. При этом антисимметричные части будут определять эффективную силу Лоренца, а в диссипативную силу трения войдут только симметричные компоненты, однако в рассматриваемой одномерной задаче кинетические эффекты, связанные с Лоренцевой силой отсутствуют. Несмотря на одномерную постановку задачи, выражения для коэффициентов //з,Хде'>^де' имеют общий вид, а сила и коэффициенты трения диффузии в трехмерной задаче могут быть найдены используя решение в виде