Когерентное пленение населенности и его использование в процессах резонансного нелинейного преобразования частоты

• Автор: Манушкин, Дмитрий Витальевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 131 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ.
Ведение
Г лава Д. Обзор литературы

Глава II. Эффект КПН в многоур овневых квантовых
атомно-молекулярных
системах
§1. Распространение лазерного излучения в
условиях КПН - стационарный случай
1.1 Основные уравнения
1.2 Показатели поглощения и преломления, нелинейные восприимчивости
1.3 Численный анализ полученных выражений
1.4 Влияние КПН на распространив волн в
среде
§2. Учёт теплового доплеровского уширения
§3. Обобщение задачи на случай молекулярных
систем
§4. Заключение и выводы к главе II
Гдава III. Поведение многоуровневых атомно-молекулярных
систем при импульсном адиабатическом
воздействии
§ 1. Эффекты адиабатического переноса
населённостей (АПН) и эффект КПН в
импульсном режиме
§2. Временные уравнения для амплитуд
вероятности и матрицы плотности. Система волновых уравнений для адиабатических
импульсов

§3. Численное решение уравнений и анализ
результатов
3.1 Совпадающие импульсы (КПН)
3.2 Разнесённые импульсы (АПН)
§4. Случай доплеровского уширения резонансных
переходов
§5. Заключение и выводы к главе III
Глава 1V.Четырёхволновое смешение частот в условиях КПН
§ 1. Римановское смешение в условиях КПН
непрерывный режим
1.1 Нелинейные восприимчивости
1.2 Эффекты распространил
1.3 Доплеровское уширение
§2. Эффективное нерезонансное преобразование
импульсов С02 лазера (А=10.6 мкм) в коротковолновую область в условиях КПН ЮЗ
2.1 Временные и пространственные уравнения
2.2 Численный анализ параметрического преобразования лазерных импульсов
§3 Резонансное четырёхволновое преобразование частот в область вакуумного ультрафиолета
(ВУФ)
§4. Заключение и выводы к главе IV
Заключение
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Широкое применение лазерного излучения в оптике определило появление и развитие такого направления, как нелинейная оптика. Изучение и использование на практике нелинейных оптических эффектов ведет к созданию новых устройств и технологий, предназначенных для решения задач, выполнение которых сложно или даже невозможно средствами линейной оптики. В качестве примеров можно привести такую область как преобразование оптических частот, где когерентное излучение, генерируемое лазером в одном диапазоне спектра, преобразуется в когерентное излучение, лежащее в совершенно другом (этим способом можно получать когерентное излучение в таких участках спектра, которые не перекрываются частотами излучения самих лазеров). При этом не стоит задача создания инверсии населенностей, которая особенно трудно решается для области коротких длин волн.
Указанная возможность открывает перспективы для решения ряда прикладных задач:
1. Преобразование частоты вверх. Многоволновое смешение частот позволяет получать коротковолновые излучения в диапазоне от мягкого и вакуумного ультрафиолета до ультра-мягкого рентгеновского [1]-[3], намечая, в перспективе, пути к созданию рентгеновского лазера.
2. Преобразование инфракрасного излучения в видимую область. Широкое использование в системах лазерной локации достаточно длинноволнового когерентного ПК излучения и отсутствие эффективных фотоприёмных устройств в этом диапазоне (—10 мкм) требует поиска новых подходов к этой проблеме. Средствами нелинейной оптики возможно осуществить преобразование ПК излучения в видимый или УФ диапазон с последующим детектированием эффективными фотоприёмниками [6].

Рис. 2.4. Зависимости нормированных показателей поглощения а л, и резонансных частей показателей преломления п л от отстройки Хю в
условиях точного двухфотонного резонанса (£22о~0). Все параметры те же, что на рис. 2.2.
В условиях когерентного пленения населённостей недиагональный
элемент матрицы плотности | Р 20 |, отвечающий за когерентность на
переходе | О У — 12 у>; имеет пик в точном резонансе по одно- и двухфотонной отстройкам, практически достигая своего максимально возможного значения, которое как нетрудно заметить из (2.16) при выполнении условий
КПН и Хю, х2і=0, стремится к '/г. Этот эффект называют
максимальной когерентностью [34]. На рис.2.5 продемонстрирован характер
зависимости элемента Р 20 | от отстройки хю-