Фотонное эхо в молекулярном газе и методы оптической обработки информации

• Автор: Попов, Иван Иванович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 239 с. : ил.

1. Фотонное эхо в газе и оптическая обработка информации
1.1. Первичное и стимулированное фотонное эхо
, 1.2. Методика расчета параметров сигналов фотонного эха. Условия
пространственного синхронизма
1.3. Основные спектроскопические понятия, используемые в
диссертации при описании полученных результатов
1.4. Известные способы возбуждения сигналов фотонного эха в газовых средах
1.5. Современное состояние разработок оптических эхо-процессоров и дальнейшие перспективы
Глава 2. Методика и техника эксперимента по фотонному эхо в парах молекулярного йода
2.1. Характеристика резонансной газовой среды.
2.2. Методика и техника подготовки резонансной среды - паров молекулярного йода
2.3. Оптический экспериментальный комплекс для исследования фотонного эха
2.3.1. Блок схема оптического экспериментального комплекса для исследования охлаждающих сверхзвуковых струй паров молекулярного йода в технике фотонного эха
2.3.2. Экспериментальный комплекс для исследования поляризационных свойств фотонного эха в продольном однородном магнитном поле
2.3.3. Оптический экспериментальный комплекс для исследования амплитудно-временных свойств фотонного эха
'+ 2.3.4. Экспериментальный комплекс для исследования свойств фотонного эха и разработки методов оптической обработки информации на их основе

2.4. Многократное фотонное эхо в парах молекулярного йода и его 103 применение в технике эксперимента по фотонному эхо в газе
2.5. Особенности методики регистрации фотонного эха в парах моле- 110 , кулярного йода в зависимости от их давления
2.6. Методика и техника исследований поляризационных свойств фо- 113 тонного эха в газе при воздействии продольного магнитного поля
2.7. Контрольно-измерительная аппаратура и методика измерений в 118 экспериментах по фотонному эхо в парах молекулярного йода.
Глава 3. Фотонное эхо в охлаждающих сверхзвуковых струях паров 121 молекулярного йода.
3.1. Методика формирования охлаждающихся сверхзвуковых струй 121 паров молекулярного йода.
3.2. Методика эксперимента по исследованию паров молекулярного 124 йода в сверхзвуковых молекулярных струях.
3.3. Измерение однородной ширины спектральной линии паров моле

кулярного йода, охлаждающихся в сверхзвуковой струе.
Глава 4. Оптическая обработка информации на основе амплитудно- 137 временных свойств фотонного эха
4.1. Эффект корреляции амплитудно-временных форм сигнала первичного фотонного эха и первого возбуждающего импульса-кода 137 в молекулярном газе
4.2. Эффект корреляции амплитудно-временных форм сигнала стимули- 142 рованного фотонного эха и второго возбуждающего импульса-кода
4.3. Эффект ассоциативности фотонного эха: теоретическое предсказа- 151 ние и экспериментальное обнаружение
4.4. Амплитудно-временные свойства фотонного эха при формирова- 156 нии его на квантовых переходах различных типов ветвей
4.5. Метод оптической обработки информации составного первого
возбуждающего импульса-кода на основе амплитудно-временных и поляризационных свойств ФЭ
4.6.0птический эхо-процессор с ассоциативным доступом к информации
Глава 5. Поляризационные свойства фотонного эха в парах молекулярного йода при воздействии продольного однородного магнитного поля.
5.1. Эффект нефарадеевского поворота первичного фотонного эха в молекулярном газе.
5.2. Нефарадеевский поворот вектора поляризации стимулированного фотонного эха.
5.3. Визуальный метод идентификации типа ветви резонансной спектральной линии.
5.4. Амплитудно-временные свойства фотонного эха при его возбуждении составным импульсом-кодом в продольном магнитном поле.
5.5. Методика регистрации угла нефарадеевского поворота вектора поляризации фотонного эха при произвольных значениях напряженности магнитного поля.
Глава 6. Принципы зондирования атмосферы с помощь оптического эхо-лидара
6.1. Обоснование применения фотонного эха для зондирования атмосферы
6.2. Сигналы фотонного эха и их свойства
6.3. Возможные схемы реализации лидара на основе фотонного эха (ФЭ-лидара)
Заключение.
Примечание
Литература

после воздействия на среду двух одинаковых пар возбуждающих импульсов. Если фазы вторых импульсов из каждой пары отличаются друг от друга на л, то, амплитуда сигнала аккумулированного ФЭ обращается в нуль. Такую деструктивную интерференцию можно использовать для локального стирания в ОЗУ на основе ДФЭ [144], возможности которого экспериментально исследовались в работах [145-151]. Кроме того, интерференцию сигналов ФЭ и возбуждающих импульсов можно использовать для создания сверхбыстрых логических вентилей типа вентиля Тоффоли [152].
Весьма перспективны разработки голографических эхо-процессоров. Физика оптической эхо-голографии описана в обзоре [153], а сама возможность этого типа четырехмерной голографии была показана в 1975 году в работе [1] (см. также статьи [154-156]). Отличие режима эхо-голографии от режима возбуждения обычного ФЭ состоит в том, что в первом случае волновой фронт одного из возбуждающих импульсов (или нескольких импульсов) является неплоским, т.е. несет информацию об объекте. Имея в виду, что под волновым фронтом понимается поверхность одной фазы, из расчета сигнала СФЭ в примесном кристалле следует, что фф (г) = ф(г) + f/j2(r) + r/;3(r), где фп (г) — волновой фронт rj -го импульса (?/) = 1,2,3). В частности при плоских волновых фронтах первого и третьего импульсов имеем фф(г) = фг(г) , а при плоских волновых фронтах второго и третьего импульсов получаем обращение волнового фронта. В режиме СФЭ (а, следовательно, и ДФЭ) роль объектного импульса выполняет второй возбуждающий импульс. Напряженность его электрического поля можно представить в виде пространственного фурье-разложения по плоским волнам, имеющим амплитуду Е0п и волновой вектор кп
E2(r,t) = Еоп ехр(г'й>/ -ikar) (1.5.1)

Как показывает расчет сигнала СФЭ, в случае слабой объектной волны (когда s'mOH^OH), электрическое поле сигнала СФЭ оказывается про-