Введение к работе
Актуальность темы. Следуя, своей логике развития, лазерная технология идет по пути создания методов генерации все более и более коротких лазерных импульсов. И с каждым прорывом за новый. временной рубеж появляется все более мощный и одновременно тонкий инструмент в исследовании внутренней структуры bsl .ства. Достигнутый прогресс в генерации импульсов позволяет теперь ухе говорить о двух существенно различны: типах "инструментов": это короткие импульсы с частотным заполнением и ультракороткие импульсы (видеоимпульсы), под огибающей которых умещается всего лишь несколько периодов колебаний поля. Понятно, что характеристики "короткий" и "ультракороткий" условны, так как относятся не столько к длительности импульса, сколько к числу осцилляции по::я, укладывающихся под огибающей импульса. В разнообразных и бурно развивающихся,технических приложениях когерентных оптических и акустических явлении, (эхо-спектроскопия, динамическая го-лография* разработка запоминающих устройств-и др.) встает задача определения резонансного отклика среды на воздействие.сигнала с частотным заполнением с модулированными амплитудой и частотой. В физике переходных процессов традиционные методы описания динамики частиц в модулированных полях являются, как правило, приближенными или численными. Из-за ограниченности и неуниверсальности решений, .получаемых данными методами (например, при использования теории возмущений) стоит проблема нахождения точных аналитических решений в рамках приближения медленно меняющихся амплитуд и фаз ОММАФК Одновременно в связи-с успехами в конце 80-х годов в генерации фемтосёкундных лазерных и пикосе-куядных акустических видеоимпульсов возникает задача изучения взаимодействия ультракоротких видеоимпульсов волновых полей с веществом без использования традиционного аппарата нелинейной физики - метода ММАФ. С ноюшьго интенсивных фемтосёкундных импульсов, можно создавать сильно неравновесные состояния для быс-трорелаксирующих со скоростью.10 -І01 с--1- возбуждений, наблюдать, новые типы быстрых оптически индуцируемых фазовых перехо-
дов в веществе; главное направление связано с реализацией предельных скоростей оптической обработки и передачи информации.
Целью диссертации является теоретическое исследование коге-' рентного взаимодействия амшштудно- и фазово-модулированных импульсов с частотным заполнением и ультракоротких видеоимпульсов волновых полей с различии...! веществами соответственно в приближении іїіМАФ и без него. і
Тезисы, выносимые- на 'защиту-:'-
-
Построена регулярная процедура нахождения аналитических решений уравнений Блоха и Шредингера с учетом релаксации и нерезонансного характера взаимодействия, квантовых систем с полями.
-
Новые классы точных решений-уравнений Блоха и Шредингера . для процессов-взаимодействия-2-х и 3-х уровневых квантовых сие-, тем с классическими электромагнитными полями, модулированными, по амплитуде и (или) частоте в приближении 'ММЛФ..
-
Предложена обобщенная модель взаимодействия одиночного атома с квантованной модой электромагнитного поля, учитывающая пространственное и временное изменение константы атомно-полевого взаимодействия и ее использование для интерпретаций современных микромазерных экспериментов и экспериментов с - парамагнитными мазерами, когда рабочий, т.е. резонансный частоте этой моды, квантовый переход атомов в кристаллической решетке запрещен и возбуждается акустическим видеоимпульсом.
-
Исследовано распространение ультракоротких видеоимпульсов (УКШ) деформации без прибли;. ..шия ШАФ в средах с парамагнитными примесями. Показано, что образование стационарных акустических УКВИ возможно только при .частоте зеемаиовского расщепления сд,, меньшей некоторого критического достижимого на практике значения со*, определяемого параметрами среды; при учете спин-спинового взаимодействия интервал разрешенных значений с0осужается: tA,*
-
Исследовано распространение электромагнитного УКВИ без приближения ШАФ в керамическом сегнетоэлектрике. Показано, что стационарные УІШИ могут формироваться только при температуре, выше некоторой-критической, определяемой, параметрами среды и всегда большей температуры Кюри.
6. Показано, что распространение отационарннх циркуляряо-поляризованных УКВИ волновых полей в опин-системах со спином s = = 1/2 возможно только при аксиальной анизотропии спин-волнового взаимодействия! при учете спин-спинового взаимодействия^в системе опинов необходимо наличие аксиальной анизотропии хотя бы одного из взаимодействий:: спин-спинового или спин-волнового.
7. Предложен подход для изучения, распространения, электромагнитных УКВИ в л/ -уровневой среде в приближении о)тал:Т« 1,где Т - длительность импульса, <4падг максимальная частота рассматриваемых переходов. Получено уравнение, описывающее динамику распространения УКВИ, переходящее для л/ =3,4 в двойное уравнение синус-Гордона. Исследованы возможности образования и формы стационарных импульсов в зависимости от начальных эаоеленностеи уровней среды.
Практическая ценность. Полученные результат" могут быть использованы для интерпретации известных экспериментов в физике переходных процессов; наличие управляющих параметров при распространении УКВИ в парамагнетиках и керамическом сегнетоэлектрике может найти свое применение в современных системах быстрой обработки и передачи информации.
Апробация Работы. Основные результаты диссертации докладывались на ХУШ Международном коллоквиуме по теоретико-групповым методам в физике (Москва, 1990), на УШ Международном рабочем совещании по нелинейным эволюционным уравнениям и динамическим системам (Дубна, 1992), XXIX Совещании по физике низких температур (Казань, 1992). '
Публикации» По теме диссертации опубликовано в центральной и международной печати 6 работ.
Структура и объем работы. Диссертация.состоит из Введения, трех глав и Заключения., 92 стр. машинописного текста,, включает II рисунков и библиографию из 104 наименований.
Похожие диссертации на Когерентное взаимодействие коротких и ультракоротких импульсов волновых полей с веществом
