к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Самоиндуцированная прозрачность

Самоиндуцированная прозрачность - эффект прохождения коротких мощных импульсов когерентного оптич. излучения без потерь энергии через среду, резонансно поглощающую непрерывное излучение или длинные импульсы. Самоиндуцированная прозрачность относится к когерентным резонансным эффектам: её наблюдение возможно только при условии, что длительность импульса8014-83.jpg значительно меньше времён релаксации (для разреженных газов8014-84.jpg10-7-10-8 с, для конденсиров. сред8014-85.jpg10-11-10-12 с). В этом случае релаксац. процессы не успевают нарушить фазовые соотношения между полем и нестационарным резонансным откликом вещества, вследствие чего энергия, поглощённая средой на переднем фронте импульса с достаточно высокой интенсивностью, может быть полностью возвращена импульсу на его заднем фронте за счёт процессов индуциров. испускания. Тем самым самоиндуцированная прозрачность принципиально отличается от просветления среды, связанного с некогерентным эффектом насыщения - выравниванием заселённостей основного и возбуждённого состояний (см. Просветления эффект ). Эффект самоиндуцированной прозрачности был предсказан С. Л. Мак-Коллом (McCall S. L.) и Э. Ханом (Е. Hahn) в 1965 и наблюдался ими в 1967.

Возможность проявления самоиндуцированной прозрачности обусловлена колебат. характером динамики квантовых переходов в резонансном поле в отсутствие релаксации (т. е. в течение времени8014-86.jpg см. Двухуровневая система ).Частицы вещества, первоначально находившиеся в ниж. энергетич. состоянии8014-87.jpg, под действием импульса когерентного эл--магн. излучения, частота к-рого w совпадает с частотой перехода между квантовыми уровнями а и b, переходят в когерентную суперпозицию состояний8014-88.jpg поглощая при этом часть энергии поля. Т. к. предположительно когерентность взаимодействия не нарушается релаксац. процессами (т. к.8014-89.jpg), то в определ. момент частицы оказываются в верх. состоянии8014-90.jpg , а затем постепенно переходят в ниж. состояние8014-91.jpg , возвращая полю в процессе индуцированного испускания запасённую ранее энергию. Под действием последующих частей импульса процесс обмена энергией между полем и веществом повторяется. Если амплитуда и длительность импульса таковы, что по его окончании все резонансные частицы оказываются в исходном невозбуждённом состоянии, то такой импульс проходит через среду без потери своей энергии.

В оптически тонких средах влияние вещества на поле невелико: оно сказывается лишь в небольшом изменении формы импульса. В частности, возможно появление неглубокой амплитудной модуляции с частотой Раби, определяемой амплитудой импульса на входе в среду (см. Оптическая нутация).

Эффект самоиндуцированной прозрачности возникает в оптически плотных средах, когда влияние вещества на поле значительно, и представляет собой один из возможных режимов когерентного распространения коротких импульсов в резонансных средах. Его простейшее описание основано на использовании волнового ур-ния для медленно меняющейся амплитуды электрич. поля импульса A(t, z) (полное поле8014-92.jpg + к. с.) и уравнений для матрицы плотности двухуровневой системы, записанных в предположении, что длительность импульса8014-93.jpg намного меньше времён продольной Т1 и поперечной Т2релаксации.

Режим прохождения импульса через резонансно поглощающую среду определяется его «площадью»
8014-94.jpg

где8014-95.jpg- матричный элемент электрич. дипольного момента двухуровневой системы. Параметр8014-96.jpg отражает состояние среды в данной точке после прохождения импульса. В частности, при8014-97.jpg (n = 0, 1, 2,...) процесс обмена энергией между полем и веществом заканчивается возвратом резонансных частиц в исходное невозбуждённое состояние.

8014-99.jpg

Рис. 1. Зависимость «площади» импульса8014-100.jpg от8014-101.jpg. Для возбуждённого образца8014-102.jpg развивается в направлении - z (z изменяется в единицах8014-103.jpg ).

Для8014-98.jpg справедлива т. н. теорема площадей, графическое представление к-рой дано на рис. 1. В случае, когда частота импульса совпадает с центральной частотой w0, симметричной неоднородно уширенной линии, «теорема площадей» выражается ф-лой
8014-104.jpg

где8014-105.jpg - значение8014-106.jpg на входе в среду, К =8014-107.jpgN - плотность резонансных частиц, g(0) - значение функции распределения8014-108.jpg собств. частот8014-109.jpg в максимуме. Параметр К имеет смысл коэф. затухания слабых импульсов с8014-110.jpg

Пропускание коротких импульсов средой зависит от их площади. При8014-111.jpg импульсы затухают на расстоянии в неск. длин поглощения, равных К-1(рис. 1, 2, слева). Режим самоиндуцированной прозрачности реализуется, если входная площадь импульсов превышает пороговое значение8014-112.jpg

8014-113.jpg

Рис. 2. Эволюция формы импульса при распространении в поглощающей резонансной сфере: слева - при8014-114.jpg8014-115.jpg справа - при8014-116.jpg8014-117.jpg Начальная форма импульса - гауссова.

В этом случае по мере распространения импульса «площадь» его8014-118.jpg стремится к ближайшему стабильному значению8014-119.jpg (n = 1, 2, 3,...), т. е. формируются т. н.8014-120.jpg-импульсы, проходящие через среду без потерь.

При8014-121.jpg на расстояниях порядка неск. длин поглощения формируются стационарные8014-122.jpg-импульсы, имеющие симметричную форму, к-рая при дальнейшем распространении не изменяется (рис. 2, справа). Такие импульсы представляют собой солитоны оптические. Форма солитона определяется ф-лой
8014-123.jpg

где v - групповая скорость распространения стационарного импульса, связанная с длительностью импульса8014-124.jpg в отсутствие неоднородного уширения линии поглощения эта связь выражается ф-лой
8014-125.jpg

Видно, что стационарные импульсы «бегут» со скоростью, меньшей скорости света с. Значение v уменьшается с увеличением коэф. поглощения К п длительности импульса и может отличаться от с на 3-4 порядка. Это замедление импульсов обусловлено пост. эфф. обменом энергией между полем и веществом и является характерной особенностью Ссамоиндуцированной прозрачности

Если8014-126.jpg, то одиночные входные импульсы разбиваются на соответствующее кол-во субимпульсов, что можно трактовать как процесс разбегания солитонов, каждый из к-рых в отдельности является8014-127.jpg-импульсом.

Следует отметить, что при8014-128.jpg в зависимости от формы входного импульса возможно формирование т. н.8014-129.jpg-импульсов, нулевое значение площади к-рых достигается не за счёт поглощения всей энергии поля, а вследствие скачкообразных изменений фазы внутри импульса.

Проявление эффекта самоиндуцированной прозрачности возможно и при двухфо-тонном поглощении, когда сумма частот падающего излучения w1+w2 совпадает с частотой двухфотонного перехода в веществе wba (см. Многофотонное поглощение). Напр., в вырожденном по частоте случае8014-130.jpg при условии8014-131.jpg формируются импульсы, к-рые при распространении в среде не теряют своей энергии, однако длительность их всё время сокращается при соответствующем возрастании интенсивности. [Здесь8014-132.jpg- матричный элемент двухфотонного перехода, д - константа динамич. штарковского сдвига частоты перехода, вызываемого электрич. полем импульса (см. Штарка эффект динамический)].

Эксперим. критериями самоиндуцированной прозрачности являются: пороговое возрастание прочности среды при увеличении интенсивности падающих импульсов, наличие временной задержки выходных импульсов и разбиение на субимпульсы при достаточно высоких значениях интенсивности.

Эффект самоиндуцированной прозрачности наблюдался экспериментально в твёрдых телах и в газах [3].

Самоиндуцированная прозрачность представляет большой интерес для нелинейной оптики резонансных сред, физики солитонов, лазерной спектроскопии (в частности, для определения величин матричных элементов квантовых переходов).

Литература по самоиндуцированной прозрачности

  1. МсСаll S. L., Нahп Е. L., Coherent light propagation through an inhomogeneously broadened 2-level system, «Bull. Amer. Phys. Soc.», 1965, v. 10, № 9, p. 1189;
  2. их же, Self induced transparency by pulsed coherent light, «Phys. Bev, Lett.», 1967, v. 18, p. 908;
  3. Аллен Л., Эберли Д ж., Оптический резонанс и двухуровневые атомы, пер. с англ., М., 1978;
  4. Полуэктов И. А., Попов Ю. М., Ройтберг В. С., Эффект самоиндуцированной прозрачности, «УФН», 1974, т. 114, с. 97.

Н. Н. Драбович

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

(время поиска примерно 20 секунд)

Знаете ли Вы, что, когда некоторые исследователи, пытающиеся примирить релятивизм и эфирную физику, говорят, например, о том, что космос состоит на 70% из "физического вакуума", а на 30% - из вещества и поля, то они впадают в фундаментальное логическое противоречие. Это противоречие заключается в следующем.

Вещество и поле не есть что-то отдельное от эфира, также как и человеческое тело не есть что-то отдельное от атомов и молекул его составляющих. Оно и есть эти атомы и молекулы, собранные в определенном порядке. Также и вещество не есть что-то отдельное от элементарных частиц, а оно состоит из них как базовой материи. Также и элементарные частицы состоят из частиц эфира как базовой материи нижнего уровня. Таким образом, всё, что есть во вселенной - это есть эфир. Эфира 100%. Из него состоят элементарные частицы, а из них всё остальное. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМАФорум Рыцари теории эфира
Рыцари теории эфира
 01.10.2019 - 05:20: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вячеслава Осиевского - Карим_Хайдаров.
30.09.2019 - 12:51: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Дэйвида Дюка - Карим_Хайдаров.
30.09.2019 - 11:53: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Владимира Васильевича Квачкова - Карим_Хайдаров.
29.09.2019 - 19:30: СОВЕСТЬ - Conscience -> РУССКИЙ МИР - Карим_Хайдаров.
29.09.2019 - 09:21: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> КОЛЛАПС МИРОВОЙ ФИНАНСОВОЙ СИСТЕМЫ - Карим_Хайдаров.
29.09.2019 - 07:41: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Михаила Делягина - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 17:35: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Андрея Пешехонова - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 16:35: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 08:33: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от О.Н. Четвериковой - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 06:29: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Ю.Ю. Болдырева - Карим_Хайдаров.
24.09.2019 - 03:34: ТЕОРЕТИЗИРОВАНИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ - Theorizing and Mathematical Design -> ФУТУРОЛОГИЯ - прогнозы на будущее - Карим_Хайдаров.
24.09.2019 - 03:32: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ - New Technologies -> "Зенит"ы с "Протон"ами будут падать - Карим_Хайдаров.
Bourabai Research Institution home page

Боровское исследовательское учреждение - Bourabai Research Bourabai Research Institution