Оптическое сверхизлучение в примесных кристаллах : Пространственные и поляризационные свойства и влияние эффектов квантовой интерференции

• Автор: Калинкин, Александр Александрович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 127 с. : ил.

Оглавление
* Введение
1 Сверхизлучение в твердых телах
1.1 Введение
1.2 Экспериментальные исследования оптического СИ в примесных кристаллах
1.2.1 Суперфлуоресценция О^-центров в кристалле КС1
1.2.2 Сверхизлучение молекул пирена в кристалле дифенила .
1.2.3 Сверхизлучение ионов Рг3+ в кристалле LaF
1.2.4 Триггерное ОСИ в кристалле дифенила, активированного пиреном
1.2.5 Динамика ОСИ в оптически тонком образце YAG:Tm3+
внутри резонатора
1.3 Многоимпульсные режимы возбуждения сигналов ОСИ в многоуровневых средах
1.3.1 Долгоживущее сверхизлучение
1.3.2 Сверхизлучение без инверсии
1.4 Возможные применения оптического СИ
2 Условия пространственного синхронизма для сигналов оптического сверхизлучения
2.1 Введение
2.2 Сверхизлучение трехуровневой нанокристаллической среды
2.3 Чистое сверхизлучение (суперфлуоресценция)
2.4 Многоимпульсное возбуждение сигналов ОСИ

2.5 Долгоживущее сверхизлучение
2.5.1 Обращенный режим
2.5.2 Многомодовый режим
2.6 Заключение
3 Поляризационные свойства оптического сверхизлучения в примесных кристаллах
3.1 Введение
3.2 Кристалл ЬаГз:Рг3+
3.3 Чистое сверхизлучение (суперфлуоресценция) в
кристалле ЬаРз:Рг3+
3.4 Триггерное сверхизлучение в кристалле ЬаРз:Рг3+
3.5 Свойства симметрии кристалла дифенила с пиреном и их влияние на динамику спектроскопических переходов
3.6 Поляризационные закономерности оптического сверхизлучения
в кристалле дифенила с пиреном
3.7 Теоретическое обоснование результатов
эксперимента
3.8 Заключение
4 Многомодовое триггерное оптическое сверхизлучение и эффекты квантовой интерференции
4.1 Введение
4.2 Основные уравнения
4.3 Оптическое сверхизлучение на двухфотоном переходе в условиях многоимпульсного возбуждения
4.4 Заключение
Основные результаты
Список авторской литературы
Список цитированной литературы

Введение
Кооперативные процессы в оптике, т.е. такие явления, в которых поведение многочастичных систем излучателей существенно обусловлено их коллективным взаимодействием друг с другом, могут приводить к разнообразным новым эффектам. Например, кооперативный характер системы излучателей, взаимодействующих через поле излучения, обуславливает возможность таких режимов высвечивания, которые принципиально отличаются от спонтанного или вынужденного излучения. Указанные режимы представляют собой оптические фазовые переходы, при которых происходят внезапные изменения оптических свойств системы. К ним относятся сверхизлучение, безрезона-торная бистабильность и целый ряд других равновесных и неравновесных фазовых переходов. Появление в этих процессах параметра порядка приводит к изменениям спектроскопических характеристик вещества, что, в свою очередь, может оказать существенное влияние на работу приборов квантовой
* электроники.
Данное диссертационное исследование посвящается теоретической разработке проблем оптического сверхизлучения в примесных кристаллах. Следуя Дике [1], под оптическим сверхизлучением будем понимать коллективное спонтанное излучение когерентного света ансамблем предварительно инвертированных частиц с интенсивностью, пропорциональной квадрату их числа (У2). К настоящему времени многие аспекты формирования оптического сверхизлучения (ОСИ) исследованы и раскрыты в большом числе публика-
• ций, результаты которых суммированы в монографиях [2,3]. Подавляющее число этих публикаций, по существу, посвящено ОСИ в газовых средах. Между тем, плотная упаковка примесных центров в кристаллах и наличие локальной симметрии вносят существенный вклад в процесс формирования ОСИ. Он проявляется, прежде всего, в поляризационных свойствах сигналов ОСИ, которые на примере кристаллов дифенила с пиреном и ЬаРз:Рг3+детально теоретически исследуются в данной диссертации. Необходимо отметить, что поляризационные свойства ОСИ в тонком слое инвертированной среды тео-

возбуждения. На переходе 1-3 действует импульс накачки, а на переходе 1-2 - управляющий импульс, который либо подавляет спонтанное излучение на другом переходе, либо вызывает на нем ОСИ.