Оптический резонанс и двухуровневые атомы - Аллен Л.
Скачать (прямая ссылка):
Центральное место в изложении общих основ квантовой тсо рни оптического резонанса занимают гл 2—4 В гл 2 обоснован и изложен формализм оптических уравнении Блоха, позвотяю щих описывать дв хуровневую систему в заданном внешнем квазирезонансном эл ктрпческом поле подобно спин, '/г во внешнем ьвазирезонансном магнитном поте Третья пава посвящена анализу важно случая постоянного резонансного поля или ноля в виде пря оуготьных импульсов Здесь впервые ВВОДЯТСЯ, в частности важное понятие «площадь импульса» и феноменологические постоянные затухання, которые отвечают однородному H неоднородному уширепкю резонансной линии поглощения, а также релаксации инверсной заселенности, проанализи-
Предисловие редактора перевода
7
розаны эффекты затухания свободной поляризации, оптической нутации и адиабатического прохождения
Гл 4 посвящена эффектам распространения импульсов, спе цифичным для оптического случая. Центральное место здесь занимают нелинейная «теорема площадей» Мак-Колла — Хана и рассмотрение самоиндуцированной прозрачности для л импуль сов распространяющихся в виде солптонов Обсужд—тся также влияние фазовой модуляции импульсов и циркулярной поляризации падающего излучения Кгл.4 примыкает по смыслу п 5,в которой анализируются результаты экспериментальны исследовании самоиндуцированной прозрачности, а ті кже обсуждаются эффекты вырождения энергетических уровней и (очень б гло) л импульсы в лазерах с синхронизацией мод Обстоят ьно срав ниваются экспериментальные проявления самоиндуцированной прозрачности и иекогерентного насыщения и обсуждают я возможные способы дискриминации этих эфф ктов Теоретические аспекты некогерентного насыщения д тально и лож |ы в гл. 6, в которой выполнен соответствующий предельны п од ot оптических уравнений Блоха к кинєтич ким (скоростным; уравнениям описывающим некогерентное н сыщение и аналогичный переход для уравнений поля Здесь ж проанализированы неко торые во. м жности нелинейной спектроск 1ии на основе некогерентного на ыщения в частности он иров ние контура неод нородиого уширения методом «выжиг ния ырок і также эф фекты распространения волны в насыщенн й ср д —ее ослаб тение щи усиление, дисперсия и самофок ир вка и др
В гл 2—6 квантовая механика применяется только пля они сьпня вещества, в то время как электромагнитное поле о іисьі вается в основном классически В следующих двух главах рас сматриваются интересные и важные эффекты, описание которых возможно лишь при квантовании также и электромагнитного ноля т е в рамках квантовой электродинамики В частности, в гл 7 проанализирована проблема Джейнса — Каммингса взаимодействие (с учетом спонтанного излучения) одиночного двухуровневого атома с одной резонансной модой поля Кроме того, в пей изложена теория спонтанного излучения такого атома, взаимодействующего с континуумом мод поля (т е теория радиационного затухания возбужденного состояния и тамбовского сдвига линий излучения и поглощения дтя двухуровне вого атома) Гл 8 посвящена очень важной проблеме сверхнз лучепия Днке, т е кооперативного спонтанного излучепня системы из N атомов, интенсивность которого пропорциональна V* а не N
Наконец заключительная, девятая глава посвящена чрезвычайно интересной и важной проблеме фотонного зх — аі адога хорошо известного в радиоспектроскопии спинового эха Авторы
S
Предисловие редактора перевода
подробно анализируют прежде всего качественную сторону лела. различные особенности временного поведения эха в газах н твердых телах, распространение импульсов эха, его эксиернмснтадь ное наблюдение н т д., излагается также методика количествен ного описания фотонного эха на основе оптических уравнении Блоха
Таким образом в данной книге изложен весьма широкий круг вопросов, большинство которых находится сейчас на пе реднем крае современной квантовой электроники Последнее обстоятельство особенно повышает актуальность книги 1 Аллена и Дж Эберли В соответствии с теч, что достаточно мощные им пульсы лазерного излучения на практике являются н достаточно короткими авторы, исследуя различные процессы резонансного взаимодействия двухуровневых систем с оптическим излучением повсюду уделяют первостепенное внимание существенно нестационарному режиму протекания указанных процессов когда длительность импульса сравнима с соответствующими време нами релаксации или меньше их
Следует отметить, что в монографии практически не отражен ряд Важных вопросов, интенсивно исследуемых в последние годы и достаточно тесно связанных с содержанием книги Сюда отно сятся. в первую очередь, вопросы резонансного взаимодействия мощных коротких импульсов с экептоннымп системами и с полу проводниками в области межзонных переходов импульсные многофотонные резонансные процессы (резонансы ДВухфотонного поглощения солитоны вынужденного комбинационного раиея ния света и др). вопросы формирования сверхкоротких лазер пых импульсов, различные аспекты практического применения рассматриваемых явлений (например лазеры на сверхизлуче-нни резонансная динамическая голография модуляционная эхо-спектроскопия и т л ) родственные эффекты для волн иного типа (например акустических, поляризационное jxo в порошках пьезоэлектриков) и др Цитируемая литература во многих слу чаях неполна и отражает по-видимому, индивидуальные науч ные интересы авторов Имеются лишь единичные ссылки на ра боты советских ученых, хотя среди них немало принципиально важных работ Так в гл 9 посвященной фотонному эху, отсут ствуют ссылки на работы советских неслеїователеи Копвиллема и Цагнбарова, которые фактически впервые предсказали в 1962 г явление фотонного эха (см [15*] в гл 9)
