Коллективное спонтанное излучение и оптическая квантовая память

• Автор: Калачев, Алексей Алексеевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 250 с. : ил.

Оглавление
Введение

1 Многоимпульсные режимы возбуждения сигналов оптического сверхизлучения

1.1. Коллективное спонтанное излучение. Основные понятия

1.2. Динамические уравнения

1.3. Коллективное спонтанное излучение протяжённой системы атомов в резонаторе

1.4. Многоимпульсные режимы возбуждения сигналов СИ

1.4.1. Триггерное сверхизлучение

1.4.2. Оптическое сверхизлучение в режиме четырёхволнового смешения

1.5. Оптимизация возбуждающих импульсов при наблюдении сверхизлучения в резонаторе

1.6. Многоимпульсные режимы возбуждения сигналов сверхизлучения в трёхуровневой системе
1.6.1. Долгоживущее сверхизлучение
1.7. Коллективное излучение в поле сжатого вакуума
2 Сверхизлучение в средах с близким к нулю показателем преломления
2.1. Модель и основные уравнения
2.2. Особенности сверхизлучения сферического ансамбля атомов в средах с различным показателем преломления
2.3. Выводы

3 Субизлучательные многоатомные состояния и квантовая память. Атомы в резонаторе
3.1. Модель и основные уравнения
3.2. Запись и считывание симметричных однофотонных импульсов .
3.2.1. Биэкспоиенциальные импульсы
3.2.2. Гауссовы импульсы
3.3. Сверхизлучательные и субизлучательные состояния в протяжённой атомной системе
3.3.1. Активное приготовление субизлучательных состояний
3.3.2. Пассивное приготовление субизлучательных состояний .
3.4. Преобразование однофотонных состояний
3.5. Выводы
4 Субизлучательные многоатомные состояния и квантовая память. Атомы в свободном пространстве
4.1. Управление многоатомными состояниями с помощью внешнего поля. Обращённое считывание информации
4.2. Оптимизация временной формы однофотоиных импульсов с точки зрения соотношения сигнал/шум
4.2.1. Основные формулы
4.2.2. Оптимальная форма импульса
4.3. Пространственное распределение возбуждения среды при взаимодействии с оптимальным импульсом
4.4. Оптимизация сигнал/шум на примере сверхизлучательного рассеяния вперёд
4.5. Форма выходного импульса как функция пространственного распределения возбуждения среды
4.6. Выводы

5 Приготовление узкополосных однофотонных состояний с контролируемой временной формой
5.1. Генерация фотонов с контролируемой временной формой в процессе спонтанного параметрического рассеяния в резонаторе
5.2. Преобразование однофотонных волновых пакетов в устройствах квантовой памяти на основе перестраиваемых резонаторов
5.3. Выводы
6 Сверхизлучение и квантовая память в резонансных средах с управляемым показателем преломления
6.1. Запись и считывание однофотонных волновых пакетов
6.2. Многоканальная квантовая память
6.3. Управление показателем преломления
6.4.. Выводы
Заключение
Публикации по теме диссертации
Список цитируемой литературы

по фазе начального состояния. Однако следует отметить, что в момент максимума интенсивности СФ имеют место сильные флуктуации энергии (согласно численным расчетам [17], дисперсия (ТУ) — (Дз)2 достигает значения
0.23(Аг2/4), а интенсивность (Р) получается на 23% меньше классического уровня У2/4) и, кроме того, дисперсия интенсивности (РР) — (Р)2 не равна нулю. Все это говорит о том, что состояние атомов в режиме СФ отличается от когерентного и имеют место квантовые корреляции между состояниями отдельных атомов.
Уравнения для средних значений в импульсном представлении
Перепишем уравнения (1.55-1.58) через коллективные атомные операторы (1.11). Рассмотрим сначала уравнение (1.47) для среднего значения (63,:). Умножим обе части уравнения на ехр(грГг), выразим атомные операторы через коллективные операторы с помощью соотношений (1.11) и воспользуемся интегральным представлением для коэффициентов связи Г^- и Пу (см. выражения (1.25), (1.26))

Переходя затем к суммированию по г и используя соотношение
(1.87)
получим