Возбуждение сигналов фотонного эха и оптического сверхизлучения в примесных кристаллах, нанокристаллах и метаматериалах

• Автор: Власова, Дарья Дмитриевна
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 115 с. : ил.

Оглавление
Условные сокращения
Введение
Список авторских публикаций
1 Оптические переходные процессы и оптическая обработка информации
1.1. Фотонное эхо
1.2. Оптическая обработка информации
1.3. Коллективное спонтанное излучение
2 Кодовое разделение каналов и ассоциативная выборка информации в режиме фотонного эха
2.1. Долгоживущее фотонное эхо
2.2. Многоканальная память на основе долгоживущего фотонного
эха с кодовым разделением каналов
2.3. Когерентное детектирование
3 Оптимальные условия возбуждения сигналов догоживущего фотонного эха в примесных нанокристаллах
3.1. Долгоживущее фотонное эхо в ван-флековских парамагнетиках
3.2. Релаксационные процессы
3.3. Долгоживущее фотонное эхо в примесных нанокристаллах
4 Оптическое сверхизлучение на кооперативных переходах в метаматериалах
4.1. Кооперативные процессы
4.2. Основное кинетическое уравнение
4.3. Оптическое сверхизлучение в материалах с близким к нулю показателем преломления
4.4. Реализация сверхизлучения на кооперативном переходе в метаматериале с близким к нулю показателем преломления
4.5. Сверхизлучательное рассеяние вперед на кооперативных переходах
Основные результаты и выводы
Список цитируемой литературы

УСЛОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
АФЭ — аккумулированное фотонное эхо
ВФП — ван-флековский парамагнетик
ДФЭ — долгоживущее фотонное эхо
ОЗУ — оптическое запоминающее устройство
ПФЭ — первичное фотонное эхо
СИ — сверхизлучение
ССОП — спектрально-селективная оптическая память
СФ — суперфлуоресценция
СФЭ — стимулированное фотонное эхо
ФЭ — фотонное эхо

чение которого информация считывается третьим импульсом, и генерируется сигнал ДФЭ. Наибольшие времена оптической памяти (несколько часов) достигнуты в кристаллах ВФП, легированных некрамерсовыми редкоземельными ионами (Рг3+, ЕиЗ+, ТЬ3+, Тш3+, Но3+, Рт3+), в которых роль долгоживущих уровней играют сверхтонкие подуровни основного электронного состояния примесных ионов [34].
Огибающая сигнала ДФЭ как и СФЭ, представляет собой свертку огибающей второго импульса с функцией корреляции первого (референтного) и третьего (считывающего) импульсов (1.13). Поэтому, временная форма сигнала ДФЭ будет воспроизводить временную форму объектного импульса при условии, что функция корреляции является дельтаобразной. Например, если первый и третий импульсы являются короткими дельта-образными, т.е.
£?!(*) = £(<), Е2{Ь) = Е-ту), Е3(г) = 6(р-Т1-т2), (2.1)
(здесь тп — время задержки (п + 1)-го импульса относительно первого), тогда
•ЕдфЭ ~ JJ $(х)Е2{у - п)6(1 + х-у-Т1- т2)<1х<1у = Е2(Ь - 2ту - т2).
(2.2)
В этом случае резонансная среда высвечивает отклик ДФЭ в момент времени £ = 2тх — Т2, причем форма отклика повторяет форму второго возбуждающего импульса. Однако, использование коротких референтного и считывающего импульсов требует существенного повышения их мощности (при постоянной импульсной площади мощность поля должна возрастать обратно пропорционально длительности импульса в квадрате), что может даже повредить образец (материал) в котором предполагается осуществление оптической обработки информации. Так, например, если в качестве запоминающей среды используется Еи+3:У28Ю2, то для реализации наносекундных импульсов площадью я/2 требуется мощность лазера порядка нескольких десятков Ватт, что связано с небольшими значениями дипольных моментов переходов (10-2-1СГ4