Лазерная динамика систем двух- и трехуровневых атомов, взаимодействующих с квантованными полями

• Автор: Башкиров, Евгений Константинович
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 291 с. : ил.

1 Квантовая теория сверхизлучения в макроскопических системах двух- и трехуровневых атомов

1.1 Сверхизлучение

1.2 Модифицированные кинетические уравнения квантовой теории сверхизлучения двухуровневых систем
1.3 Модифицированные кинетические уравнения квантовой теории сверхизлучения трехуровневых систем

1.3.1 Сверхизлучение в трехуровневых системах Л - типа

1.3.2 Сверхизлучение в трехуровневых системах с переходами каскадного типа

1.4 Квантовая теория сверхизлучения примесных кристаллов с

учетом фононных степеней свободы

1.4.1 Кинетические уравнения сверхизлучения в примесном

кристалле с учетом непрямых фотон-фононных переходов

1.4.2 Лазерное охлаждение примесных твердых тел в режиме сверхизлучения

1.5 Коллективное спонтанное излучение полярных сред
1.6 Оценка времени конверсии двухуровневых макроскопических
систем, взаимодействующих с равновесными квантовыми электромагнитными полями
1.6.1 Двухуровневые излучатели с учетом движения центров масс
1.6.2 Двухуровневые излучатели с учетом прямого дипольдипольного взаимодействия

2 Квантовая теория сверхизлучения с учетом когерентной накачки
2.1 Кинетика сверхизлучения трехуровневых макроскопических систем Л - типа
2.1.1 Вывод кинетических уравнений
2.1.2 Вычисление начального угла Блоха
2.1.3 Зависимость времени задержки импульса сверхизлучения от длительности импульса накачки
2.1.4 Сверхизлучение, возбуждаемое длительными импульсами накачки
2.2 Кинетика сверхизлучения трехуровневых макроскопических систем V - типа. Сверхизлучение и субизлучение
3 Стационарные сжатые состояния в двухбозонных моделях лазерной физики
3.1 Модель кристалла с экситон-фотонным двухмодовым взаимодействием
3.2 Модель кристалла с фотон-фононным двухмодовым взаимодействием
3.3 Двухмодовая двухбозонная модель с самодействием
4 Коллективная квантовая динамика двухатомных систем в идеальных резонаторах
4.1 Двухатомная модель с невырожденным двухфотонным взаимодействием
4.1.1 Решение временного уравнения Шредингера
4.1.2 Атомные вероятности
4.1.3 Средние числа фотонов в модах
4.1.4 Статистика поля
4.1.5 Сжатие света
4.2 Сжатие света в коллективной модели неидентичных двухуровневых атомов
4.3 Коллективное спонтанное излучение систем двух двух- и трехуровневых атомов
4.3.1 Двухатомная модель Джейнса-Каммингса с многофотонными переходами

4.3.2 Сжатие света в двухатомной модели Джейнса-Каммингса
с многофотонными переходами
4.3.3 Спонтанное излучение двухатомной одномодовой модели трехуровневых атомов V- типа
5 Диссипативная динамика систем двух- и трехуровневых атомов
5.1 Коллективное излучение системы двух двухуровневых атомов, взаимодействующих с одномодовым когерентным полем
в неидеальном резонаторе
5.2 Спонтанное коллективное излучение двухатомных систем в резонаторах с конечной добротностью
5.2.1 Идентичные двухуровневые атомы с однофотонными переходами
5.2.2 Неидентичные двухуровневые атомы с однофотонными переходами
5.2.3 Трехуровневые атомы Л - типа
5.2.4 Трехуровневые атомы V - типа
6 Перепутанные состояния в некоторых коллективных моделях лазерной физики
6.1 Перепутанные чистые состояния в модели двух неидентичных атомов, взаимодействующих с одномодовым полем
6.2 Перепутанные чистые состояния в модели трехуровневого атома Е - типа, взаимодействующего с двухмодовым полем
6.3 Перепутанные состояния, индуцированные тепловым шумом
6.3.1 Двухатомная модель с двухфотонным невырожденным взаимодействием
6.3.2 Двухатомная модель с двухфотонным рамановским взаимодействием
6.3.3 Двухатомная модель с расстройкой
Заключение
Приложение
Список литературы

<д'М')МГ} = <4?)<4Р«и’> - ’Х^М"1).
(4? 4?4Г>) = №)№№?)-аг^’ДиКДзМ"’). (1-27)
<4?я£)4Р> = (Лзз’ХЛзР^Г) - ^(йкЧз’Х^ЧГ1). (Д»Л<{'>Д<Г») = <Я«><4Р4Г,> -аз<4М><4№>. (^ЧРМГ) = цфхяМ’) - о;(4{',М?)(д5{)я1Г>)-
Для случая а* = а- = 0 (г = 1,2,3) формулы (1.27) переходят в стандартное расцепление.
Учитывая расцепления (1.27) и предполагая, как и в двухуровневом случае, что
к{$ь) = ^(«/*)(г)е4дг/-х>) (а <
а также независимость величин от взаимного расположения излучателей, из уравнений (1.25)—(1.26) можно получить цепочку замкнутых кинетических уравнений вида
Хх = —(1 - X! - Х2) + —Х2 + — рМ + —Х<12>,
ПЗ Т~12 Тд 13 Тд
Х2 = —(1 - X! - Х2) - — х2 + —р(23) - — р,
г23 т12 Тд2з ТД12
Х3 = -Х1-Х2, (1.28)
р«з) = _ 2Хг - Х2)(^13) + Х-1(1 - Хх - Х2))-

_±^(13)__1_(а/_аз)(р(13))2)
Т13 ТД13
^(23) = _!_(! _ 2Х2 - Х0)(^(23) + Х_1(1 - XI - Х2))—
ТК23
_Д^РЗ)_ Д_Ц_а2)(р(23))21
^23 7-дгз
^(12) = -Цх2 - Х:)(^(12) + Х_1Х2)-
ТД12
—_ Х(а; _ а1)(р<12>)2.
712 Т"Д12