Резонансная двухуровневая среда

Резонансная двухуровневая среда 30 [c.655]

Как показано на рис. 1.1, область аномальной дисперсии заключена между максимумом и минимумом функции хЧ )- В небольшом частотном интервале, центр которого соо совпадает с резонансной частотой элементарных систем, составляющих среду, среда оказывается сильно поглощающей, т. е. возникает очень большая мнимая восприимчивость х Ч ) Исследование этой частотной области требует микроскопического описания. Пример такого подхода приведен в разд. 1.2.2 в связи с рассмотрением распространения волн в среде резонансных двухуровневых систем. [c.18]

Мы будем исследовать специальную, но очень интересную группу решений этого дифференциального уравнения в частных производных —так называемые неискаженные решения. Исследуем также вопрос о существовании импульсов, которые без искажения пробегают через среду, состоящую из резонансных двухуровневых систем. Зависимость этих решений а от времени и от координат может иметь только форму t — (г/й). Это означает, что должно выполняться уравнение [c.421]

Физ. основу с, д. легко пояснить на примере простейшей модели двухуровневых частиц, резонансно поглощающих излучение бегущей монохроматич. волны и находящихся в среде буферного (нс взаимодействующего с излучением) газа. С учётом доплеровского ушире-ния с излучением взаимодействуют только те частицы поглощающего газового компонента, скорости к-рых V находятся в окрестности резонансного значения, определяемого соотношением [c.468]

Определим теперь систему уравнений, описывающих работу лазера, использовав приведенные выше уравнения. Для этого учтем, что в случае линейно-поляризованной волны и однородно-уширенной полосы активной среды резонансная составляющая поляризации активной среды для описанной выше двухуровневой идеализации примет вид [c.146]

Распространение импульса в двухуровневой резонансной среде [c.21]

В дальнейшем изложении мы исследуем распространение световых импульсов с частотой со в среде, состоящей из двухуровневых систем с резонансной частотой О со. Будем предполагать, что амплитуда напряженно- [c.426]

Макколл и Хан [1965] обнаружили путем вычислений, что ультракороткие импульсы света могут проходить сквозь резонансную двухуровневую оптическую среду, как сквозь прозрачную среду. Этот эффект был широко изучен (Макколл и Хан [1967, 1969]) и имеет следующее физическое объяснение. Временной интервал ультракороткого импульса (10 —10 с) оказывается меньше продолжительности фазовой памяти атомных уровней оптической среды. Поэтому наведенная поляризация может удерживать определенное соотношение фаз с падающим импульсом. В результате на фронте импульса возникает обращение атомной населенности, а на спаде импульса за счет индуцированной эмиссии происходит переход в основное состояние. Таким образом, энергия, передаваемая квантовой системе передним фронтом импульса, отбирается от нее в конце импульса обратно. В результате при выполнении соответствующих условий, относящихся к степени когерентности и интенсивности, возникает импульс неизменного профиля, распространяющийся без затухания со скоростью, которая может быть на два — три порядка меньше фазовой скорости света в данной среде. [c.49]

Ур-ние (22) не является замкнутым, если неизвестны ур-ния, описывающие состояние вещества (материальные ур-ния). Написать систему материальнь[х ур-ний в общем случае трудно, т. к. каждое вещество достаточно индивидуально. Однако в случае резонансного взаимодействия излучения с веществом последнее можно описывать как квантовую систему, обладающую лишь двумя энергетич. состояниями. Реальная сложность спектра каждого конкретного вещества для мн. задач несущественна, т. к. 2 энергетич. состояния, находящиеся в резонансе с эл.-магн. полем, взаимодействуют с ним сильнее, чем все остальные энергетич. состояния. При описании активной среды как двухуровневой квантовой системы теряются нек-рые частности, связанные с конкретным веществом, но приобретается универсальность описания активных сред. [c.550]

Эффект С. п. возникает в оптически плотных средах, когда влияние вещества на поле значительно, и представляет собой один из возможных режимов когерент-вого распространения коротких импульсов в резонансных средах. Его простейшее описание основано на использовании волнового ур-ния для медленно меняющейся амплитуды электрич. иоля импульса A(t, г) (полное поле =, 4ехр[ — ( at — г)]-)- к, с.) и ур-нии для матрицы плотности двухуровневой системы, записанных в предположении, что длительность импульса т нагкшого меньще времён продольной и поперечной релаксации. [c.409]

Основной механизм записи динамических голограмм (амплитудных и фазовых) в резонансных средах обусловлен эффектом насыщения поглощения двухуровневого перехода. Под действием интенсивного излучения с частотой, близкой к частоте перехода, происходит заселение верхнего энергетического уровня, и среда просветляется. При этом спектральный контур линии поглощения искажается, поскольку максимальное просветление достигается в центре линии. Перераспределение населенности уровней приводат и к искажению кривой дисперсии, связанной с линией поглощения. [c.60]

Пз (16) видно, что резонансная восириимчивость является комплекспон величиной. Мнимая часть х " определяет поглощение излучения на частоте ш при его распространении через среду. Возможность поглощения излучения обусловлена переходами электрона из состояния т. В рассмотренном выше случае, когда поле излучения взаимодействует с модельной двух- или трехуровневой системой, единственный канал перехода электрона из состояния т есть спонтанная релаксация этого состояния в основное состояние (двухуровневая система, рэлеевское рассеяппе) или в третье состояние q (трехуровневая система, комбинационное рассеяние). Именно для этих случаев в (16) введена естественная ширина уш. [c.25]

Нестационарные эффекты ппжс будут рассмотрены в рамках наиболее простой, но и наиболее важной модели резонансного взаимодействия монохроматического излучения со средой иэ двухуровневых атомов. Различные аспекты взаимодействия иэлу-чения с изолированным двухуровневым атомом были рассмотрены выше, в лекциях 2, 4, 6. С точки зрения нестационарных эффектов наиболее важный результат рассмотрения, проведенного в этих лекциях, заключается в выявлении зависимости характе- [c.177]

Самоиндуцироваиная прозрачность. Рассмотрпм вопрос о поглощении импульсного резонансного излучепня веществом. Воспользуемся наиболее простои моделью такого процесса. Пусть плоская монохроматическая волна излучения частоты и и длительности Тл падает на среду из двухуровневых атомов с собственной частотой Шт = (О, занимающих полупространство при г 5= [c.184]

Пусть краситель описывается двухуровневой системой, резонансная частота которой совпадает с частотой генерации лазера. В простейшем случае, если в резонаторе возбудилось только две соседние моды, то в результате взаимодействия их полей с фототропной средой возникает изменяющаяся во времени разность населенностей, содержащая член, изменяющийся с частотой биения этих двух мод [c.192]

Во всех этих работах основное внимание уделяется различным сторонам одной и той же общей задачи — определения стационарного отклика атомной системы на одновременное воздействие нескольких периодических возмущений. Обычно рассматриваются такие случаи, когда частота возмущения близка к резонансной частоте системы. В настоящей работе особое внимание уделяется параметрическому случаю, когда все частоты далеки от резонансных частот системы. Общая процедура расчета описана в 2. Применяя этот расчет, можно получить все известные результаты, если в каждой задаче воспользоваться соответствующими приближениями. Нелинейный стационарный отклик двухуровневой системы рассмотрен в 3, где обсуждаются как параметрические, так и комбинационные процессы. В 4 рассмотрена известная модель трехуровневой системы, на которую действуют три монохроматических поля обобщены результаты Клогстона [16] и ДжаванаВ 5 описана реакция нелинейной среды на электромагнитные поля (это общее определение охватывает мазерные, индуцированные комбинационные и параметрические эф фекты). [c.387]

Создание инверсной населенности и получение оптического усиления — первый из двух существенных шагов, необходимых для работы лазера. Второй шаг — создание положительной обратной связи, чтобы превратить оптический усилитель в генератор. Это можно сделать с помощью двух зеркал, которые отражают усиленный свет в усиливающую среду. Так ие зеркала образуют оптический резонатор. Резонатор имеет характеристические резонансные частоты, что приводит к особенностям в спектре излучения, генерируемого двухуровневой системой. Устанавливается равновесная плотность оптической мощности на каждой резонансной частоте, соответствующая равенству усиления на проход и потерь. В понятие потерь включена и та часть оптической мощности, которая проходит сквозь полупрозрачное зеркало и образует выходной лазерный пучок. Самовозбуждение не может начаться, пока усиление не превысит потери. Это условие соответствует пороговой инверсии населенности п — 1)пор- Некоторая часть генерируемого света рассеивается в активной среде в процессе распространения. Этот процесс можно описать с помощью коэффициента рассеяния Орас. аналогичного коэффициенту поглощения 021- Тогда изменение оптической мощности пучка с расстоянием [c.268]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...