Двухуровневый атом

Cтраница 1

Двухуровневый атом, имеющий дипольный момент перехода / х12, находится в начале системы координат. [1]

Двухуровневый атом, имеющий энергетический интервал между уровнями / kj, находится в своем нижнем состоянии. [2]

Двухуровневый атом взаимодействует с электромагнитным полем резонатора в соответствии с моделью Джейнса-Каммингса - Пау-ля. [3]

Поведение двухуровневого атома в одномодовом электромагнитном поле является одной из простейших, но нетривиальных, задач в проблеме взаимодействия атома с полем. Двухуровневое описание атома справедливо, когда из всех уровней энергии только два находятся в резонансе с возбуждающим полем или незначительно отстроены от резонанса. Используя некоторые реалистические предположения, можно свести проблему к точно решаемой, что позволяет прояснить основные особенности взаимодействия атома с полем. [4]

Изменение состояния двухуровневых атомов, взаимодействующих с сильной бегущей волной, зависит от параметров как поля, так и самого ансамбля частиц. Для линейной спектроскопии характерна ситуация, когда спектр отдельного перехода скрыт под доплеровской шириной ku, которая может превышать ширину однородного контура, маскируя тонкие детали спектра. Лишь использование нелинейных методов позволяет извлечь эту информацию, проявляющуюся в характерных зависимостях разности заселенностей между уровнями от скорости частиц. Типичной является ситуация выжигания провала ( дырки) на кривой распределения заселенностей, что приводит и к резким зависимостям индуцированной поляризации среды от частоты. [5]

Проходя через систему двухуровневых атомов, свет будет вызывать процессы вынужденного испускания и поглощения, и в результате этих взаимодействий на выходе из активного вещества получим либо усиленный, либо ослабленный свет. Помимо вынужденных процессов излучения и поглощения возбужденные атомы могут спонтанно переходить в основное состояние. Мы, однако, будем предполагать, что промежуток времени, в течение которого происходит интересующий нас процесс усиления, настолько мал, что спонтанные процессы не успевают изменить инверсную населенность. Только для установившегося режима будут учтены эффекты, связанные со спонтанным излучением. Кроме того, нужно отметить, что спонтанное излучение не является направленным, в то время как лазерное излучение резко направлено. Поэтому влиянием спонтанных процессов на лазерное излучение практически можно всегда пренебречь. Правда, для возникновения вынужденного излучения и его усиления всегда необходим первый инициирующий квант, который может, в частности, появиться в результате спонтанного распада атома. [6]

Уравнения Блоха для двухуровневых атомов объединяются с уравнениями Максвелла. Полученную таким путем систему уравнений часто называют уравнениями Максвелла-Блоха. [7]

Зависимость нормированных второго ( а, третьего ( б и четвертого ( в кумулянтов интенсивности лазерного поля от средней его интенсивности. Точки - экспериментальные значения, кривые - результаты теоретического расчета. ( Из работы Chang, Korenman, Alley and Detenbeck, 1969. [8]

Рассмотрим опять множество одинаковых двухуровневых атомов или атомных диполей, расположенных в различных точках лазерного резонатора и взаимодействующих с полем одной моды резонатора. Если населенности атомов инвертированы, то взаимодействие между атомами и полем может привести к росту со временем числа фотонов в резонаторе. Рассмотрим, для начала, влияние одного возбужденного атома на состояние лазерного поля. [9]

Уравнения (18.54) описывают динамику двухуровневого атома в резервуаре полевых мод. [10]

Таким образом, динамика двухуровневого атома в присутствии поля идентична поведению спина в магнитном поле. [11]

Описывается квантовая картина поведения двухуровневого атома в поле когерентного резонансного излучения. [12]

Теперь приступим к рассмотрению двухуровневого атома. [13]

Простая модель взаимодействия атома и поля с учетом движения центра инерции. Единственная мода добротного резонатора, которая описывается модовой функцией u ( r, изображенной здесь в простейшей форме, как синусоида, взаимодействует с атомом, имеющим полную массу М и находящимся в точке R. Движению центра инерции атома отвечает кинетическая энергия Р2 / 2М. Мы рассматриваем только два внутренних состояния атома, а именно, возбужденное состояние а и основное состояние Ь с энергиями, соответственно, Еа Ниа и ЕЬ Ниь - Частота перехода есть и иа - иь - Дальнейшее упрощение происходит, когда мы считаем, что атом находится в фиксированной точке, то есть пренебрегаем движением центра инерции. В таком случае данная модель, которую называют в литературе моделью Джейнса-Каммингса - Пауля, описывает взаимодействие двухуровневой системы с одной. [14]

Вполне очевидно, что двухуровневых атомов в природе нет. Однако с помощью оптической накачки можно реализовать такую ситуацию, когда эффективно оказываются вовлеченными только два энергетических состояния атома. [15]

Страницы: 1 2 3 4