Эхо-явления при возбуждении сред предельно короткими импульсами

• Автор: Маньков, Вадим Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Калининград
• Количество страниц: 115 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. КРАТКИЙ ОБЗОР СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ТЕОРИИ ЭХО-ЯВЛЕНИЙ И ВОПРОСОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПРЕДЕЛЬНО КОРОТКИХ ИМПУЛЬСОВ С ВЕЩЕСТВОМ §1. Эффект фотонного эха при возбуждении сред
монохроматическими импульсами
§2. Эффект фононного эха при возбуждении сред
монохроматическиминурсами :.с
§3. Взаимодействие предельно коротких оптических и
упругих импульсов с веществом
ГЛАВА 2. ЭХО-ОТКЛИКИ КВАНТОВОЙ СИСТЕМЫ ПРИ
ВОЗДЕЙСТВИИ НА НЕЁ ПРЕДЕЛЬНО КОРОТКИХ ИМПУЛЬСОВ §1. Общая схема построения решений материальных
уравнений
§2. Многоимпульсное воздействие без учёта релаксации
§3. Двухимпульсное предельно короткое эхо
§4. Трёхимпульсное предельно короткое эхо
§5. Необязательное предельно короткое эхо
§6. Релаксационное эхо
ГЛАВА 3. ПРЕДЕЛЬНО КОРОТКОЕ ЭХО В СИСТЕМАХ С КОНКРЕТНЫМИ СХЕМАМИ КВАНТОВЫХ ПЕРЕХОДОВ
§1. Предельно короткое эхо в двухуровневой системе
§2. Оператор эволюции трёхуровневой системы в поле

предельно коротких импульсов
§3. Демонстрация механизма Валлера на примере влияния магнитной микронеоднородности на форму цилиндрического магнитного домена
§4. Двухимпульсное и трёхимпульсное предельно короткое
эхо в трёхуровневой эквидистантной системе
§5. Динамические параметры релаксационного эха
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БЛАГОДАРНОСТИ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
В физике когерентных квантовых процессов особый интерес представляют эхо-явления, в которых используется фундаментальное свойство вещества самопроизвольно генерировать отклики за счет энергии и информации, заложенной в систему частиц предшествующим процессом возбуждения. Особенностью этих откликов является появление в такой момент времени, когда и образец, и приемная аппаратура не испытывают внешнего воздействия, и система частиц свободно эволюционирует [1]. Существует довольно широкий класс эховых явлений, в числе которых можно выделить световое и акустическое.
Под световым или фотонным эхом понимается когерентный отклик резонансной среды на воздействие двух и более разделенных во времени лазерных импульсов в определенных условиях [2]. Это явление было предсказано теоретически в 1963 г. У.Х. Копвиллемом и В.Р. Нагибаровым [3] и экспериментально подтверждено Н. Курнитом, И. Абеллой и С. Хартманом в 1964 г. [4].
Акустическое или фононное эхо, вызываемое упругими импульсами, было предсказано в 1967 г. [5].
Квантовая электроника развивается в направлении создания все более коротких лазерных импульсов. Их применение в диагностике различных сред давало новые интересные результаты с преодолением каждого рубежа временной длительности. В начале 60-х годов были созданы лазеры с модуляцией добротности резонатора и синхронизацией мод, способные генерировать мощные (107- 108 Вт) импульсы с длительностями 10-7 - 10-8 с. Благодаря созданию данных лазеров стало возможным предсказание и экс-

В экспериментах [58] импульсы длительностью 1 р=50 фс и энергией до 150 нДж на длине волны 0,625 мкм модулировались по частоте в световоде длиной 8 мм. Исходные импульсы удалось сжать до 10 фс. После устранения остаточной квадратичной частотной модуляции удалось получить импульсы длительностью 6 фс. В настоящий момент уровень оптических технологий позволяет получать лазерные импульсы длительностью менее 5 фс [59]. Таким образом, в видимом диапазоне частот экспериментальные результаты вплотную приблизились к теоретическому пределу в один оптический период.
Кроме описанного выше компрессионного метода получения предельно коротких оптических импульсов существует метод, основанный на эффекте Вавилова-Черенкова. Излучение лазера разделяется на два импульса - возбуждающий и зондирующий - и направляется на кристалл. Генерируемый в кристалле черенковский импульс за счет электрооптического эффекта индуцирует двулучепреломление, которое изменяется с помощью зондирующего импульса. Форма черенковского импульса изменялась путем варьирования временной задержки зондирующего импульса относительно возбуждающего.
Столь впечатляющие достижения по генерации предельно коротких электромагнитных импульсов ставят вопрос о возможности получения импульсов еще меньшей длительности. Естественно, задача перехода от фемтосекундных к аттосекундным импульсам требует продвижения из видимого диапазона в область более коротких длин волн. В последнее время стали выходить работы теоретического характера, посвященные вопросу принципиальной возможности получения аттосекундных электромагнитных импульсов. Так, например, в работе [59] сформулирован и теоретически изучен метод создания аттосекундных импульсов, основанный на транс-