Введение к работе
Актуальность темы. 3 настоящее ереия предпринимаются значительные усилия по создании оптических запоминающих устройств на основе долгоживушего стимулированного фотонного эха ( ДСФЗ ) . Усилия в этой области заметно активизировались после обнаружения ряда кристаллов, у kotodhx при іоомировании ДСФЭ временной интервал между записывающим и считывавшим импульсами мог достигать при температуре жидкого гелия нескольких часов. Как выяснилось, зсе "рекордные" в этом плане кристаллы откосятся к классу ван-'флековских парамагнетиков ( ВФП ) с редкоземельными ионами (РЗИ) в качестве примесей. Поэтому представляет большой интерес исследование особенностей и оптимальных условий генерации различных оптических когерентных откликов в кристаллах ВФП (например, - сигналов ДСФЭ при их многократной считывании), ванных для решения пробланы локального стирания информации. Кроме этого, со спектроскопической точки зрения весьма актуальным является исследование релаксационных и межчастичных процессов, протекающих при возбуждении ДСФЭ в 8ФП . Здесь нужно отметить , что сигналы эха позволяют получать иніормацию о тех процессах межчастичного взаимодействия в твердых телах , которая маскируется при обычных исследованиях (методами линейной оптики) примесных кристаллов с большим неоднородным уширением. Если учесть так не и то, что в обсуждаемых оптических эхо-экспериментах исследуются кристаллы ВФП с очень малой концентрацией примесных центров ( когда сигналы ядерного спинового эха имеют ничтожно малую интенсивность ) , то становится понятным тот факт , почему именно эти методы оптической эхо-спектроскопии использу'ятся для изучения различного рода взаимодействий между ядрами решетки и внедренных в нее РЗИ. Лозгоиу получение новых данных по межяцерному взаимодействию s ВФЛ , процессах репаксации ( например , населенности ) на оптических переходах РЗИ и особенностях генерации когерентных откликов в ВФП является актуальной и практически значимой задачей.
Целью данной диссертации является теоретическое исследование оптимальных режимов записи . считавания и локального стирания сигналов ДСФЭ s монокристаллах ВФП в условиях их многоимпульсного оптического когерентного возбуждения, а также получение спектроскопической информации о процессах взаимодействия ядер РЗИ с ядрами решетки и о процессах релаксации населенности на оптических переходах РЗИ, на которых возбуждаются сигналы ДСФЭ.
Научная новизна работы ;
І. Теоретическое исследование механизмов необратимой релаксации населенности подуровней основного состояния Рг3+ в кристалле Lafj, помешенным в слабое магнитное поле ( продольное и поперечное ) и объяснение соответсвую-
— о
щих экспериментов по изучению ДСФЭ .
-
Теоретическая разработка метода лазерного возбуждения -намагниченности в некоторых кристаллах ВФП.
-
Теоретическое исследование режимов многоимпульсной записи и считывания сигналов ДСФЭ в ВФП и объяснение экспериментов по многократному считыванию сигналов ДСФЭ в кристалле Lafj :Pi^*.
-
Теоретическое исследование проблемы локального стирания пространственно-частотных " решеток " населенности, формируемых в ВФП при возбуждении в них сигналов ДСФЭ и разработка двух новых режимов локального стирания.
Практическая ценность
Полученные результаты имеют принципиальное прикладное значение при создании оптических запоминавших устройств на основе ДСФЭ, где в качестве носителей информации ( резонансной среды ) используется ван-флековские парамагнетики.
Достоверность полученных результатов обеспечена надежность» использованного математического формализма ( проверенного на тестовых задачах ) и достигнутым согласием с экспериментом.
На защиту выносятся следующие основные положения :
-
Результаты теоретического исследования особенностей формирования сигналов ДСФЭ в кристалле трифторида лантана с ионами празеодима 8 слабом магнитном поле и механизмов необратимой релаксации населенности подуровней основного состояния Pr3t в кристалле Lafj . Информация о временах этой релаксации.
-
Метод короткоимпульсного лазерного возбуждения в кристаллах ВФП поперечной , задержанной во времени, намагниченности .
-
Результаты теоретического исследования оптимальных режимов многоимпульсной записи и многократного считывания сигналов ДСФЗ в ВФП с учетом реальной структуры подуровней основного и возбужденного состояния , процессов оптического возбуждения и релаксации населенности в ансамбле РЗИ.
-
Методы локального стирания информации последовательностью только оптических импульсов ( с использованием как процессов возбуждения, так и процессов релаксации ) и последовательностью как оптических , так и радиочастотных импульсов ( с использованием только процессов возбуждения ).
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на II Международном симпозиуме " Физические принципы и методы оптической обработки информации " ( Гродно, 1993 ), на Workshop " Volga Laser Tour' 93 ( Дубна, 1993 ), на V чтениях по фотонному эху и квантовой оптике ( Йовкар-
Зла, 1993 ) , на XXVII нмпероБском конгрессе ( Казань, 1994 ) и на меиуна-родной конференции " Optical шелюгу & neural networks " ( Москва, 1994 ).
Публикации. Основные результата опубликована в семи работах, список которых приведен в конце автореферата.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения и списка цитируемой литературы . Объем работы 109 стр. , вклвчая 21 рисунок и 4 таблицы . Список цитируемой литературы состоит из 75 наименований.
