Вышедшие номера
Сверхизлучение импульса остановленной поляризации в тонком слое пятиуровневой среды, возбуждаемой субцикловыми аттосекундными импульсами
Российский научный фонд, 21-72-10028
Архипов Р.М.1,2, Пахомов А.В.1, Архипов М.В.1, Розанов Н.Н.1,2
1Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
2Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: arkhipovrostislav@gmail.com, antpakhom@gmail.com, m.arkhipov@spbu.ru, nnrosanov@mail.ru
Поступила в редакцию: 27 ноября 2022 г.
В окончательной редакции: 27 ноября 2022 г.
Принята к печати: 12 декабря 2022 г.
Выставление онлайн: 26 января 2023 г.

При возбуждении оптически тонкого слоя резонансной среды парой сверхкоротких электромагнитных импульсов c определенной задержкой между ними в среде формируется импульс поляризации в виде полуволны (импульс отстановленной поляризации). Он возникает, когда первый импульс возбуждения создает колебания поляризации среды на частоте резонансного перехода, а второй возбуждающий импульс останавливает их. Такой импульс поляризации может являться источником сверхизлучения - коллективного спонтанного излучения, как оптически тонкой, так и протяженной среды. Ранее особенности такого сверхизлучения изучались, когда среда моделировалась в двух- или трехуровневом приближении, или использовалась модель нелинейного классического гармонического осциллятора. Однако при возбуждении резонансной среды сверхкоротким импульсом с широким спектром происходит возбуждение многих энергетических уровней среды, и малоуровневые модели могут в недостаточно полной степени описывать динамику среды в поле таких импульсов. В данной работе теоретически рассматривается сверхизлучение остановленной поляризации в тонком слое пятиуровневой резонансной среды, параметры которой такие же, как в атоме водорода, с помощью численного решения системы уравнений для амплитуд связанных состояний совместно с волновым уравнением. Среда возбуждается парой полупериодных аттосекундных импульсов. Показано, что в случае многоуровневой среды, при определенных параметрах возбуждающего поля, импульс сверхизлучения вблизи среды также представляет собой одноцикловый импульс, форма которого определяется первой производной по времени от импульса остановленной поляризации, как и в случае, когда для описания отклика среды использовались приближенные малоуровневые и классические модели. Ключевые слова: сверхизлучение, аттосекундные импульсы, импульс остановленной поляризации, униполярные импульсы, субцикловые импульсы.
  1. F. Krausz, M. Ivanov. Rev. Mod. Phys., 81, 163 (2009)
  2. G. Mourou. Rev. Mod. Phys., 91, 030501 (2019)
  3. J.A. Fulop, S. Tzortzakis, T. Kampfrath. Advanced Optical Materials, 8, 1900681 (2020)
  4. J. Biegert, F. Calegari, N. Dudovich, F. Quere, M. Vrakking. J. Phys. B, 54, 070201 (2021)
  5. K. Midorikawa. Nat. Photon., 16, 267 (2022)
  6. Е.А. Хазанов. Квант. электрон.,  52, 208 (2022). [E.A. Khazanov. Quant. Electron., 52, 208 (2022)]
  7. F. Calegari, G. Sansone, S. Stagira, C. Vozzi, M. Nisoli. J. Phys. B, 49, 062001 (2016)
  8. K. Ramasesha, S.R. Leone, D.M. Neumark. Annu. Rev. Phys. Chem., 67, 41 (2016)
  9. T. Witting, M. Osolodkov, F. Schell, F. Morales, S. Patchkovskii, P. v Suv snjar, F.H.M. Cavalcante, C.S. Menoni, C.P. Schulz, F.J. Furch, M.J.J. Vrakking. Optica,  9, 145-151 (2022)
  10. R.E.F. Silva, J. Alvaro. Phys. Rev. A,  106, 053103 (2022)
  11. H. Yong, S. Sun, B. Gu, S. Mukamel. J. American Chemical Soc., (2022)
  12. P. Peng, Y. Mi, M. Lytova, M. Britton, X. Ding, A.Yu. Naumov, P.B. Corkum, D.M. Villeneuve. Nature Photon.,  16, 45 (2022)]
  13. M.T. Hassan, T.T. Luu, A. Moulet, O. Raskazovskaya, P. Zhokhov, M. Garg, N. Karpowicz, A.M. Zheltikov, V. Pervak, F. Krausz, E. Goulielmakis. Nature (London, U.K.),  530, 66 (2016)
  14. D. Hui, H. Alqattan, S. Yamada, V. Pervak, K. Yabana, M.T. Hassan. Nat. Photon.,  16, 33 (2022)
  15. M. Kretschmar, A. Hadjipittas, B. Major, J. Tummler, I. Will, T. Nagy, M.J.J. Vrakking, A. Emmanouilidou, B. Schutte. Optica, 9, 639 (2022)
  16. J.P. Kennedy, B. Dromey, M. Yeung. New J. Physics,  24(11), 113004 (2022)
  17. Y. Shou, R. Hu, Z. Gong, J. Yu, J.-e. Chen, G. Mourou, X. Yan, W. Ma. New J. Physics, 23, 053003 (2021)
  18. H.-C. Wu, J. Meyer-ter Vehn. Nature Photon., 6, 304 (2012)
  19. J. Xu, B. Shen, X. Zhang, Y. Shi, L. Ji, L. Zhang, T. Xu, W. Wang, X. Zhao, Z. Xu. Sci. Rep., 8, 2669 (2018)
  20. Р.М. Архипов, М.В. Архипов, Н.Н. Розанов. Квант. электрон., 50, 801 (2020). [R.M. Arkhipov, M.V. Arkhipov, N.N. Rosanov. Quant. Electron., 50, 801 (2020)]
  21. Р.М. Архипов, М.В. Архипов, А.В. Пахомов, П.А. Образцов, Н.Н. Розанов. Письма в ЖЭТФ, 116(1), 10 (2023). [R.M. Arkhipov, M.V. Arkhipov, A.V. Pakhomov, P.A. Obraztsov, N.N. Rosanov, JETP Lett., 116(1), 1 (2023)]
  22. R.M. Arkhipov, M.V. Arkhipov, P.A. Belov, Y.A. Tolmachev, I. Babushkin. Laser Physics Lett., 13, 046001 (2016)
  23. A.V. Pakhomov, R.M. Arkhipov, I.V. Babushkin, M.V. Arkhipov, Yu.A. Tolmachev, N.N. Rosanov. Phys. Rev. A, 95, 013804 (2017)
  24. A.V. Pakhomov, R.M. Arkhipov, M.V. Arkhipov, A. Demircan, U. Morgner, N.N. Rosanov. Sci. Rep., 9, 7444 (2019)
  25. R.M. Arkhipov, A.V. Pakhomov, M.V. Arkhipov, A. Demircan, U. Morgner, N.N. Rosanov, I. Babushkin. Phys. Rev. A, 101, 043838 (2020)
  26. Р.М. Архипов, М.В. Архипов, И. Бабушкин, А.В. Пахомов, Н.Н. Розанов. Опт. и спектр., 128, 541 (2020). [R.M. Arkhipov, M.V. Arkhipov, I. Babushkin, A.V. Pakhomov, N.N. Rosanov. Opt. Spectrosc., 128, 529 (2020)]
  27. Р.М. Архипов, М.В. Архипов, И. Бабушкин, А.В. Пахомов, Н.Н. Розанов. Опт. и спектр., 128, 1723 (2020). [R.M. Arkhipov, M.V. Arkhipov, I. Babushkin, A.V. Pakhomov, N.N. Rosanov. Opt. Spectrosc., 128, 1857 (2020)]
  28. Р.М. Архипов, Н.Н. Розанов. Опт. и спектр., 129, 319 (2021). [R.M. Arkhipov, N.N. Rosanov. Opt. Spectrosc., 129, 289 (2021)]
  29. Р.М. Архипов, М.В. Архипов, А.В. Пахомов, М.О. Жукова, А.Н. Цыпкин, Н.Н. Розанов. Письма в ЖЭТФ, 113, 237 (2021). [A.V. Pakhomov, M.O. Zhukova, A.N. Tcypkin, N.N. Rosanov. JETP Lett., 113(4), 242 (2021)]
  30. R.H. Dicke. Phys. Rev., 93, 99 (1954)
  31. В.В. Кочаровский, В.В. Железняков, Е.Р. Кочаровская, В.В. Кочаровский. УФН, 187, 367 (2017). [V.V. Kocharovsky, V.V. Zheleznyakov, E.R. Kocharovskaya, V.V. Kocharovsky. Phys. Usp., 60, 345 (2017)]
  32. А.В. Андреев, В.И. Емельянов, Ю.А. Ильинский. Кооперативные явления в оптике: Сверхизлучение. Бистабильность. Фазовые переходы (Наука, М., 1988). [A.V. Andreev, V.I. Emel'yanov, Yu.A. Il'inskii. Collective Effects in Optics: Superradiance and Phase Transitions (Institute of Physics Publishing, Bristol, 1993])
  33. M.G. Benedict, A.M. Ermolaev, V.A. Malyshev, I.V. Sokolov, E.D. Trifonov. Super-radiance Multiatomic Coherent Emission (CRC Press, 1996)
  34. W. Zhang, E.R. Brown, A. Mingardi, R.P. Mirin, N. Jahed, D. Saeedkia. Applied Sciences, 9(15), 3014 (2019)
  35. H.H. Jen. Collective Light Emission (IOP Publishing, 2020)
  36. J. Han, J. Kim, S. Oh, G. Son, J. Ha, K. An. Scientific Reports, 11, 11256 (2021)
  37. В.Л. Гинзбург. УФН, 140, 687 (1983). [V.L. Ginzburg. Sov. Phys. Usp., 26, 713 (1983)]
  38. А.В. Пахомов, М.В. Архипов, Н.Н. Розанов, Р.М. Архипов. Письма в ЖЭТФ, 116(3), 151 (2022). [A.V. Pakhomov, M.V. Arkhipov, N.N. Rosanov, R.M. Arkhipov. JETP Lett., 116, 149 (2022)]
  39. A. Pakhomov, M. Arkhipov, N. Rosanov, R. Arkhipov. Phys. Rev. A, 106 (5), 053506 (2022)
  40. С.Э. Фриш. Оптические спектры атомов (Государственное издательство физико-математической литературы, М.-Л., 1963)
  41. Н.Н. Розанов. Опт. и спектр., 127, 960 (2019). [N.N. Rosanov. Opt. Spectrosc., 127, 1050 (2019)]
  42. А. Ярив. Квантовая электроника (Сов. Радио, М., 1980). [A. Yariv. Quantum electronics (Wiley, 1989)]
  43. M.V. Arkhipov, R.M. Arkhipov, A.V. Pakhomov, I.V. Babushkin, A. Demircan, U. Morgner, N.N. Rosanov. Opt. Lett., 42(11), 2189 (2017).

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.