Научные и прикладные результаты лаборатории 022013Определение статистики фотоиспусканий в компоненты триплета резонансной флуоресценции двухуровневого атома, помещённого в цепь обратной связи с переключением знака напряжённости светового поля после регистрации очередного спонтанного квантаРассчитана статистика событий фотоиспусканий в компоненты триплета резонансной флуоресценции двухуровневого атома в классическом световом поле, фаза которого с помощью системы обратной связи меняется на $\pi$ после регистрации очередного спонтанного фотона, и проведено её сравнение со случаем, когда обратная связь отсутствует. В отличие от известной задачи о статистике резонансной флуоресценции двухуровневого атома, в каждой из боковых компонент триплета по отдельности наблюдается группировка фотоотсчётов. Предсказана также антикорреляция фотоиспусканий в боковые компоненты, а характером корреляций между испусканием в центральную компоненту триплета и в какую-нибудь из боковых можно управлять, меняя отстройку частоты излучения от резонансной. Исп.: Л.В Ильичев Публикации:
Расчёт и анализ формы линии СИД для атомов Rb и Cs, находящихся в бинарной буферной смеси инертных газов или в однокомпонентном буферном газе, с целью выявления параметров среды (температура, доли компонентов в бинарной буферной смеси), при которых следует ожидать проявления аномального СИД атомов Rb и CsТеоретически исследован аномальный светоиндуцированный дрейф (СИД) атомов Rb и Cs, находящихся в однокомпонентном буферном газе или в различных бинарных буферных смесях инертных газов. Расчёты проведены на основе известных (вычисленных ab initio) потенциалов взаимодействия для атомов Rb и Cs, находящихся в атмосфере различных инертных буферных газов. Выявлены параметры среды (температура, доли компонентов в бинарной буферной смеси), при которых следует ожидать проявления аномального СИД атомов Rb и Cs. Полученные результаты дают возможность высокоточного тестирования в экспериментах по СИД межатомных потенциалов взаимодействия, использованных для расчётов спектральной формы сигнала аномального СИД, ввиду того, что форма линии аномального СИД сильно чувствительна к различию потенциалов взаимодействия резонансных атомов в основном и возбуждённом состояниях с буферными частицами. Исп.: А.И. Пархоменко, А.М. Шалагин Публикации:
Создание системы возбуждения и регистрации атомов рубидия в ридберговских состоянияхВ 2013 году нами запланировано создание системы возбуждения атомов рубидия в ридберговские состояния. Такая лазерная система необходима для выполнения исследований ультрахолодных атомов и бозе-конденсатов с атомами рубидия, возбуждёнными в ридберговские состояния. Возбуждение атомов рубидия в ридберговские состояния будет использовано нами для изменения оптическими методами величины межатомных взаимодействий в газе ультрахолодных атомов и бозе-конденсатов. Мы реализуем в настоящее время две схемы возбуждения ридберговских состояний: двухфотонную схему (возбуждение непрерывными излучениями на 780 нм и на 480 нм) и трёхфотонную схему (возбуждение непрерывными излучениями на 780 нм, 776 нм и 1310 нм). Каждая из этих схем обладает своими преимуществами и достоинствами и недостатками. В 2013 году получены следующие результаты по реализации схем лазерного возбуждения ридберговских состояний атомов рубидия. Излучение на 780 нм в обеих схемах возбуждения будет создано с помощью охлаждающего лазера магнитооптической ловушки. Такой лазер уже имеется в нашей установке. Его частота стабилизирована с точность примерно 1 МГц, а интенсивность излучения усиливается с помощью ленточного полупроводникового усилителя до мощности примерно 0,5 Вт. Для двухфотонной схемы возбуждения (780+480) необходимо создание лазерной системы генерирующей излучение с длиной волны в области 480 нм. Для этой схемы мы планируем удваивать частоту непрерывного излучения полупроводникового лазера на 960 нм. Лазер на 960 нм со стабилизированной частотой излучения нами уже создан. В 2013 году нами создан удвоитель частоты излучения этого лазера и получена вторая гармоника излучения 960 нм. Для этого удвоителя частоты излучения использован волноводный PPLN кристалл KTP фирмы AdvR (США). Эффективность преобразования пока мала из-за малой интенсивности излучения 960 нм. Для увеличения интенсивности излучения 960 нм мы планируем применить полупроводниковый ленточный усилитель. Такой усилитель в настоящее время нами изготавливается. Параллельно, мы реализуем ещё один, альтернативный, подход к удвоению частоты непрерывного излучения 960 нм -> 480 нм, на основе внутрирезонаторного генерирования второй гармоники. Аппаратура для реализации такого подхода будет изготовлена по нашему заказу фирмой «Техноскан» (Новосибирск). Техническое задание составлено, конкурс проведён, готовится подписание контракта на изготовление оборудования. Для реализации трёхфотонной схемы возбуждения ридберговских состояний рубидия (780+776+1310) требуется создание лазеров на 776 нм и 1310 нм. Мы уже располагаем лазером на 1310 нм фирмы Toptica. Нами приобретён лазерный диод на 776 нм, который будет установлен в лазер DL100 (Toptica). Для этого нам необходимо заменить лазер перекачки магнитооптической ловушки на другой лазер. Мы приобрели полупроводниковый лазерный диод с распределённой обратной связью (DFB лазер) и планируем сделать на его основе новый перекачивающий лазер на 780 нм пригодный для магнитооптической ловушки. Нами уже получена стабилизация частоты излучения DFB лазера как с помощью системы стабилизации по эффекту кругового дихроизма так и по нулю первой производной. Исп.: П.Л. Чаповский
Выявление роли нелинейных и когерентных явлений в спектроскопии встречных волн, во флуоресценции атомов вблизи макротел, анализ опытных данных об оптикомагнитных резонансах в интегральном излучении изотопов неонаИсследованы формы резонансов насыщенного поглощения в V- типах переходов, образуемых при снятии вырождения уровней. Показано, что инвертированная форма резонанса при встречном распространении волн обусловлена когерентными процессами. Проведён теоретический анализ физических процессов, приводящих к различию спектров насыщенного поглощения и магнитного сканирования при изменении взаимной ориентации плоскостей поляризации встречных волн одной частоты. В простой модели атомного перехода с J=1 показано, что для долгоживущего нижнего состояния в стационарных условиях основным процессом, определяющим особенности поведения амплитуды резонанса насыщенного поглощения и спектра магнитного сканирования от взаимной ориентации поляризаций световых волн, является магнитная когерентность, наводимая сильным полем линейной поляризации на нижних уровнях атомного перехода, Обнаружено, что в случае ортогональных поляризаций полей вид формы нелинейного резонанса существенно зависит от степени открытости атомного перехода и может иметь как форму провала, так и форму пика на доплеровском контуре линии поглощения. В то время как при параллельных поляризациях полей влияние степени открытости перехода мало, а нелинейный резонанс всегда проявляется в виде провала. Произведена предварительная идентификация оптикомагнитных резонансов в излучении смеси изотопов неона. Продемонстрировано количественное совпадение положения оптикомагнитных резонансов с изотопическими сдвигами в системе термов неона. Изучено влияние параметров смеси на форму оптикомагнитных резонансов в интегральном спектре излучения. Исп.: Э.Г. Сапрыкин, В.А. Сорокин, А.М. Шалагин Публикации:
Развитие математических методов для расчёта формы магнитооптического резонанса в оптических ячейках с хорошим качеством антирелаксирующего покрытия (более 100 соударений атома со стенкой без изменения спина)Продолжено исследование особенностей магнитооптического резонанса в поляризованном излучении в вакуумной ячейке с антирелаксирующим покрытием стенок. Такие покрытия (например, парафин) не меняют спин атома при большом количестве соударений со стенкой. Была создана математическая модель и программы для расчёта магнитооптического резонанса в ячейках с антирелаксирующим покрытием, когда спин атома сохраняется до 10 соударений со стенкой. Были проведены численные сравнения контрастности резонанса в ячейках с Cs и K. Контраст в ячейке с K оказался намного выше, чем для ячейки с Cs при одних и тех же сопоставимых условиях. Причина этого: в K отсутствует оптическая накачка по сверхтонкой структуре, поскольку она не разрешается на фоне доплеровского уширения. Продолжается развитие математической модели для расчёта магнитооптического резонанса в ячейках с покрытием, выдерживающих до 1000 соударений атом с сохранением спина. Публикации:
Решение уравнений распространения излучения в усилительной секции лазера на парах щелочных металлов с поперечной диодной накачкой с учётом эффекта насыщения за счёт волны накачкиТеоретически исследована работа усилителя лазерного излучения на парах щелочных металлов с поперечной диодной накачкой. Работа усилителя описывается довольно сложной системой дифференциальных уравнений, которая в общем случае поддаётся решению только численными методами. Для случая высокой интенсивности усиливаемого излучения получено аналитическое решение, которое позволяет исчерпывающе полно определить любые энергетические характеристики усилителя излучения и найти оптимальные для наиболее эффективной работы усилителя параметры рабочей среды (давление буферного газа и паров щелочных металлов), излучения накачки (интенсивность и ширина спектра) и геометрические параметры.
Рис. 1. Схема усилителя лазерного излучения на парах щелочных металлов с поперечной диодной накачкой
|
|
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт автоматики и электрометрии Сибирского отделения Российской академии наук |
|
|
 |
 |
 |
 |
 |