Естественная ширина - линия - излучение
Cтраница 1
Естественная ширина линии излучения очень мала. [1]
Естественная ширина линии излучения в квантовой интерпретации обусловлена конечной шириной энергетических уровней. [2]
Естественная ширина линии излучения молекулярного генератора, обусловленная спонтанным излучением, пренебрежимо мала. [3]
Преж де чем рассматривать статистику фотонов и естественную ширину линии излучения, отметим, что коэффициент диффузии D совпадает с коэффициентом диффузии (11.4.15), если величину / заменить средним числом фотонов ( п) в стационарном состоянии. Далее в этом разделе будет установлено прямое соответствие между методом оператора плотности ( и соответствующим Р - распределением), обсуждавшимся в предыдущих разделах, и рассматриваемым здесь методом Ланжевена. [4]
О Естественная ширина линии может быть реализована только в излучении неподвижного и изолированного от окружения атоиа. Естественная ширина линии излучения в классической интерпретации обусловлена конечной продолжительностью времени излучения. [5]
В ходе обсуждения естественной ширины линии излучения одномодового лазера ( разд. Он быстрее выявляет физику явлений, а полностью нелинейный анализ ( Krause, and Scully, 1987) оправдывает такой подход. [6]
Таким образом, теоретическая ширина линии генерации оказывается чрезвычайно малой. Teop, которую обычно называют естественной шириной линии генерации, на несколько порядков меньше естественной ширины линии излучения атома, которая определяется только спонтанным излучением. В ОКГ это уменьшение ширины объясняется влиянием вынужденных переходов, приводящих к усилению. [7]
 |
Форма линии излучения для / А3 / 2, рассчитанная для мак-свелловского распределения излучающих частиц по скоростям с учетом столкновений. [8] |
Для оптического излучения атомов в газах условие / / Я - с 1 выполняется уже при нормальных температуре и давлении. Однако изменение спектральной картины по сравнению с описанным выше случаем не вносит для атомной флуоресценции принципиально новых результатов: при излучении светового кванта энергия отдачи атома все равно на несколько порядков меньше, чем естественная ширина линии излучения и поглощения. Поэтому практически можно не учитывать интерференции таких волн. [9]
В качестве первого примера показано, что чувствительность кольцевого лазерного интерферометра с модулированной активной средой ( голографический лазер) может быть увеличена сверх обычного квантового предела. Затем рассматривается квантовая теория линейных усилителей и показано, что если усилитель состоит из трехуровневых атомов, находящихся в когерентной суперпозиции атомных состояний, как в двухфотонном КЛ, то можно получить усиление свободное от шума. В конце главы демонстрируется, что естественная ширина линии излучения лазера уменьшается, если поле внутри резонатора связано с резервуаром гармонических осцилляторов, находящимся в сжатом вакуумном состоянии. Эти примеры иллюстрируют ту большую роль, которую может играть фазовая чувствительность в подавлении шума. [10]
Полная нелинейная квантовая теория лазера, обсуждавшаяся в предыдущей главе, рассматривает наиболее интересные квантовые статистические свойства поля излучения. Например, как было видно в предыдущей главе, естественную ширину линии излучения лазера можно определить из линеаризованной теории. То есть, полная нелинейная теория служит для определения амплитуды поля, а фазовые флуктуации в области рабочей точки описываются линейной теорией. В этом разделе будет представлена простая линейная ланжевеновская теория лазера, в которой атомное время жизни учитывается в эффективном гамильтониане. Преимущество этого простого подхода состоит в том, что его можно легко расширить, как будет показано ниже, с целью учета эффектов атомной памяти и вычисления естественной ширины линии излучения других квантовых оптических систем. [11]
Естественная ширина линии излучения очень мала. Если при анализе некоторого вопроса изменение частоты примерно на 1 / 10 000 000 от - частоты со0 не имеет значения, то можно считать, что все излучение приходится на частоту Шо, и рассматривать излучение как монохроматическое. Такое приближение справедливо в большинстве случаев, рассматриваемых в оптике. Лишь в некоторых ситуациях приходится принимать во внимание конечность естественной ширины линии излучения. [12]
Полная нелинейная квантовая теория лазера, обсуждавшаяся в предыдущей главе, рассматривает наиболее интересные квантовые статистические свойства поля излучения. Например, как было видно в предыдущей главе, естественную ширину линии излучения лазера можно определить из линеаризованной теории. То есть, полная нелинейная теория служит для определения амплитуды поля, а фазовые флуктуации в области рабочей точки описываются линейной теорией. В этом разделе будет представлена простая линейная ланжевеновская теория лазера, в которой атомное время жизни учитывается в эффективном гамильтониане. Преимущество этого простого подхода состоит в том, что его можно легко расширить, как будет показано ниже, с целью учета эффектов атомной памяти и вычисления естественной ширины линии излучения других квантовых оптических систем. [13]
В газе при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении время, в течение которого излучение атома не нарушается взаимодействиями, имеет порядок то - КГ11 с. Если учесть, что время т естественного излучения в (9.31) имеет порядок КГ8с, то в процессе излучения атом испытывает свыше сотни нарушений процесса излучения. При каждом таком нарушении происходит изменение режима излучения, как бы его прерывание. После этого излучение продолжается с прежней частотой юо. Это означает, что фаза испускаемой волны в момент нарушения режима излучения изменяется случайным образом. Весь процесс излучения разбивается как бы на отдельные акты излучения, продолжительность которых равна промежуткам времени между последовательными нарушениями режима излучения. Это приводит к уширению линии излучения. Поскольку время между нарушениями режима излучения примерно в 100 раз меньше всей продолжительности излучения, ширина линий оказывается в рассматриваемых условиях примерно в 100 раз больше естественной ширины линии излучения. Это уширение называется ударным, поскольку является следствием соударений атомов. [14]
Страницы: 1