Поляризационные свойства сигналов фотонного эха в парах молекулярного йода

• Автор: Бикбов, Ильдус Сибагатуллович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Йошкар-Ола
• Количество страниц: 146 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.
Особенности формирования фотонного эхо в газах. Поляризационные свойства фотонного эха в газовых средах. Поляризационные свойства стимулированного фотонного эха в газе при наличии продольного однородного магнитного поля. Физические принципы построения ассоциативной оптической памяти.
Влияние внутреннего движения атомов или молекул на формирование сигналов фотонного эха.
Методика расчетов параметров фотонного эха.
Известные способы возбуждения фотонного эха в газовых средах Формулировка задач диссертационного исследования.
Аппаратура и методика измерений в экспериментах по фотонному эхо в парах молекулярного йода.
Оптический дистанционно перестраиваемый эхо-спектрометр. Модернизированная экспериментальная установка для исследования пространственно-временных и поляризационных свойств сигналов фотонного эха.
Аппаратура и методика исследования поляризационных свойств фотонного эха в йоде под действием магнитного поля.
Кюветы для исследования свойств фотонного эха и методики их заполнения молекулярным йодом.
Многократное фотонное эхо в парах молекулярного йода. Контрольно-измерительная аппаратура и методика измерений в экспериментах по фотонному эха в парах молекулярного йода. Выводы.
Поляризационные свойства фотонного эха в парах молекулярного йода в магнитном поле.
Эффект нефарадеевского поворота вектора поляризации первичного фотонного эха в молекулярном йоде.
Эффект нефарадеевского поворота вектора поляризации стимулированного фотонного эха в молекулярном йоде.
Визуальный метод идентификации типа ветви квантового перехода на основе эффекта нефарадеевского поворота вектора поляризации фотонного эха.

Выводы.
Эффект сопряжения поляризационных и амплитудно-временных свойств фотонного эха в газе и его применение.
Введение.
Корреляция временной формы сигнала фотонного эха в молекулярном йоде.
Эффект корреляции формы сигнала первичного фотонного эха Эффект корреляции формы сигнала стимулированного фотонного эха.
Свойство ассоциативной оптической памяти на основе фотонного эха.
Теоретическое обоснование эффекта ассоциативности фотонного эха на основе сопряжения поляризационных и амплитудновременных свойств фотонного эха в молекулярном газе. Экспериментальное обнаружение эффекта ассоциативности фотонного эха с использованием сочетания поляризационных и амплитудно-временных свойств.
Физический принцип построения оптического эхо-процессора. Выводы.
Заключение.
Примечание.
Литература.

ВВЕДЕНИЕ
Диссертация посвящена совершенствованию аппаратуры и методики эксперимента по фотонному эхо, .экспериментальному исследованию поляризационных свойств сигналов фотонного эхо (ФЭ) в парах молекулярного йода как при воздействии однородного продольного магнитного поля, так и в сопряжении с амплитудно-временными свойствами.
Актуальность темы. Изящность физики ФЭ, многоплановость его свойств [ 1 ] позволяют использовать его не только для создания техники спектроскопии сверхвысокого разрешения [2], но и для разработки оригинальных принципов оптической обработки информации [3]. Изучению физики явления ФЭ, из которой вытекают его информативные свойства, формирующие фундаментальные основы для разработки физических принципов построения квантовых вычислительных систем [4,5] и квантово-оптических информационноизмерительных технологий [6] посвящена настоящая диссертация. Вопросам исследования сигналов ФЭ посвящен ряд монографий отечественных [1-6] и зарубежных [7-8] авторов.
В газовых средах процессы формирования оптических когерентных откликов, к числу которых относится ФЭ, качественно отличаются от их аналогов в твердом теле. В газовых средах чрезвычайно существенными являются упругие столкновения резонансных атомов (молекул) между собой. Эти столкновения приводят как к изменению скорости, ориентации резонансных атомов (молекул), так и к их перераспределению по зеемановским подуровням вырожденных резонансных уровней. В связи с этим описание необратимой релаксации резонансного перехода и резонансных уровней с помощью времен продольной и поперечной релаксации является весьма грубым приближением. С этих позиций учет поляризационных свойств сигналов ФЭ в газовых средах становится принципиальным, а экспериментальное исследование таких свойств представляется актуальным.

1.4 ВЛИЯНИЕ ВНУТРЕННЕГО ДВИЖЕНИЯ АТОМОВ ИЛИ МОЛЕКУЛ НА ФОРМИРОВАНИЕ СИГНАЛОВ ФОТОННОГО ЭХА.
Характерной особенностью формирования ФЭ в газах является движение частиц этого газа. Пусть первый импульс “запечатлел” свою фазу на частице в точке с радиус- вектором гу. В интервале т между импульсами эта частица переместится в точку с радиус- вектором гу + Дгу (?), т.е. радиус- вектор частицы оказывается функцией времени. При значениях т=(20-н50)х10‘9 с частицы успе-

вают переместиться на расстояние порядка |Дг| « гт «10 см., т.е. порядка нескольких сотен длин волн. На первый взгляд может показаться, ситуация с постановкой эхо- эксперимента в наносекундном диапазоне длительностей безнадежна и требуется перенос исследований в пикосекундный диапазон. Однако, авторы теоретической работы [15] показали, что для наблюдения ФЭ в разряженных газах нет нужды использовать пикосекундные импульсы. Ситуация пояснена на рис. 1.2. Основная идея работы [15] состоит в том, что если после первого импульса различные частицы одного и того же слоя газа разбежались на разные расстояния в разные стороны кюветы с газом, то воздействие второго импульса на частицы, переместившиеся навстречу импульсу произойдет раньше, чем с частицами, переместившимися по направлению распространения возбуждающих импульсов.
Однако, и эхо- сигнал будет сформирован первыми из них раньше, чем переместившимися по направлению импульса. Поскольку испущенный эхо-сигнал должен пройти тот же путь, какой прошел бы второй возбуждающий импульс, то оба эхо- сигнала от частиц, переместившихся “по импульсу” и “против импульса” в один и тот же момент времени 2т, окажутся в фазе.