Когерентные эффекты в оптике предельно коротких импульсов

• Автор: Пархоменко, Александр Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 119 с.

Содержание
Введение
1 Современное состояние теории когерентного взаимодействия предельно коротких импульсов с веществом
1.1 Самоиндуцированная прозрачность, фотонное эхо и индукция в условиях резонансного возбуждения среды монохроматическими импудхьсауЕф
1.2 Приближения спектрального перекрытия и оптической прозрачности
2 Решение материальных уравнений в приближении спектрального перекрытия
2.1 Общая схема применения приближения спектрального перекрытия
2.2 Схема квантовых 7г-переходов, идущих через один общий уровень
2.3 Схема сг-переходов, идущих через один общий уровень
3 Самоиндуцированная прозрачность в многоуровневых квантовых средах
3.1 Самоиндуцированная прозрачность предельно коротких импульсов в системе 7г-нереходов
3.2 Усиление и автосолитоны в неравновесной среде

3.3 Нелинейный эффект Фарадея для предельно коротких импульсов
4 Фотонное эхо, порождаемое предельно короткими импульсами
4.1 Первичное и стимулированное ПКИ-эхо в двухуровневой системе
4.2 Многочастотное первичное ПКИ-эхо
4.3 Многоимпульсное ПКИ-эхо
Заключение
Библиография

Введение.
История развития когерентной оптики идет по пути исследования все более коротких лазерных импульсов. В оптике слабых полей справедлив принцип суперпозиции световых волн, поскольку световые поля напряженностью ~ 105 В/м, распространяющиеся в плотной прозрачной среде, не в состоянии заметно повлиять на внутриатомные поля, что обусловливает линейность уравнений классической оптики. С появлением лазеров, генерирующих мощное когерентное излучение, напряженность поля световой волны стала сопоставима с напряженностями внутриатомных и внутримолекулярных полей (10° — 1012 В/м). При этом физические характеристики среды (такие как диэлектрическая восприимчивость, показатель преломления, коэффициент поглощения света и др.) обнаруживают зависимость от интенсивности проходящего сквозь нее света. В результате материальные уравнения, устанавливающие связь между каким-либо внешним воздействием на среду и откликом среды на это воздействие становятся нелинейными. Например, нелинейные свойства среды, связанные с диэлектрической восприимчивостью в квазистационарном случае представляются в виде разложения поляризации в ряд по степеням возмущающего электрического поля. С этим связаны такие нелинейно-оптические явления как генерация высших гармоник, параметрическая люминесценция, генерация суммарных и разностных частот, комбинационное рассеяние, многофотонное поглощение и др.. В результате зависимости нелинейного показателя преломления от поля возникают такие явления как самофокусировка пучка, фазовая самомодуляция и самосжатие импульсов.
В 60-х годах благодаря появлению лазеров с модуляцией добротности и синхронизацией мод стало возможным предсказание и

торой разрешены переходы только с основного уровня на вышележащие и обратно. В качестве примера могут быть приведены схемы энергетических уровней главной спектральной серии атома натрия при аномальном эффекте Зеемана (рис. 2.2). При условии (2.1.13) неоднородное уширение не оказывает заметного влияния на динамику переходов. Поэтому подход, развиваемый нами ниже в настоящей работе, одинаково применим как к газам, так и к конденсированным средам. В последних, как известно [92], неоднородное уширение превосходит зеемановское расщепление.

Ч". к < ч. <

-1/2
-3/2

-1/2

-1/2
Рис. 2.2: Оптические ст-переходы при аномальном эффекте Зеемана для главной спектральной серии атома натрия.
Пусть ПКИ распространяется вдоль внешнего магнитного поля В0. В этом случае ’’высвечиваются” лишь ст-переходы, для которых справедливы правила отбора вида: М1 — Мш = ±1, где М?(т) — проекция суммарного углового момента атома в ./-ом (т-ом) со-