WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 59 |
“ОПТИКА-2009” ТРУДЫ ШЕСТОЙ МЕЖДУНАРОДНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ И СПЕЦИАЛИСТОВ САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 19-23 октября 2009 Санкт-Петербург 2009 ББК 63.3 Т78 УДК 882 Оптика-2009. Труды шестой международной конференции молодых ученых и специалистов “Оптика-2009”. Санкт-Петербург, 19-23 октября 2009. / Под ред. проф.

В.Г. Беспалова, проф. С.А. Козлова. СПб: СПбГУ ИТМО, 2009. 440 с., ил.

Данная книга содержит труды шестой международной конференции молодых ученых и специалистов “Оптика-2009”, Санкт-Петербург, 19-23 октября 2009 года. В книге представлены работы молодых ученых и специалистов, посвященные проблемам современной оптики, в том числе по нелинейной и когерентной оптике, оптическому приборостроению, оптическим материалам и технологиям, физической оптике, спектроскопии, физике лазеров и лазерным технологиям, оптике и образованию, а также по терагерцовой оптике и оптическим метаматериалам, фотонным кристаллам и наноструктурам.

ISBN 978-5-7577-0340-4 ББК 63.3 © Авторы, 2009 © Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики, 2009 VI МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ И СПЕЦИАЛИСТОВ «ОПТИКА–2009» Санкт – Петербург, Россия, 19 – 23 октября 2009 года «ОПТИКА-2009» «ОПТИКА-2009» Шестая международная конференция молодых ученых и специалистов «Оптика2009» продолжает традицию проведения регулярных встреч студентов, бакалавров, магистров, аспирантов, обучающихся по оптическим и смежным направлениям, исследователей и конструкторов новой техники и технологий не старше 35 лет.

Организаторы конференции:

Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики;

Оптическое общество им. Д. С. Рождественского;

Государственный оптический институт им. С. И. Вавилова, СанктПетербург;

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова;

Санкт-Петербургский государственный университет;

Физико-техническим институтом им. А. Ф. Иоффе РАН, СанктПетербург;

ОАО "ЛОМО", Санкт-Петербург.

Конференция проводится при участии Оптического общества Америки (OSA), Международного общества по оптической технике (SPIE) и Международной комиссии по оптике (ICO).

Председатель конференции: В.Н. Васильев (СПбГУ ИТМО) Председатель программного комитета: Е.Б. Александров (ФТИ, Санкт-Петербург) Заместители председателя программного комитета:

В.П. Кандидов (МГУ), С.А. Козлов (СПбГУ ИТМО) Ученый секретарь: В.Г. Беспалов (СПбГУ ИТМО) ПРОГРАММНЫЙ КОМИТЕТ А.В. Баранов (СПбГУ ИТМО) Н.Н. Розанов (НПК ГОИ, СанктГ.Н. Герасимов (СПбГУ ИТМО) Петербург) И.П. Гуров (СПбГУ ИТМО) С.В. Сазонов (РНЦ «Курчатовский И.Ю. Денисюк (СПбГУ ИТМО) институт», Москва) И.А. Забелина (ООР) В.В. Самарцев (КФТИ, Казань) В.А. Зверев (Секция «Оптика» Д.И. Стаселько (СПбГУ ИТМО) РАН) В.И. Строганов (ДВГУПС, А.М. Желтиков (МГУ) Владивосток) Ю.Л. Колесников (СПбГУ ИТМО) А.П. Сухоруков (МГУ) О.Г. Косарева (МГУ) А.Л. Толстик (Минск, Беларусь) Н.Д. Кундикова (ЮУрГУ, А.С. Трошин (РПГУ, СанктЧелябинск) Петербург) С.М. Латыев (СПбГУ ИТМО) А.В. Федоров (СПбГУ ИТМО) Ю.Т. Мазуренко (СПбГУ ИТМО) А.Н. Фурс (Минск, Беларусь) А.И. Маймистов (МИФИ, Москва) А.С. Чирцов (СПбГУ) В.А. Макаров (МГУ) С.М. Шандаров (ТУСУР, Томск) В.О. Никифоров (ЛОМО) А.П. Шкуринов (МГУ) Н.В. Никоноров (СПбГУ ИТМО) С.А. Шленов (МГУ) А.В. Павлов (СПбГУ ИТМО) Ю.Г. Якушенков (МГУГиК, Л.В. Поперенко (Киев, Украина) Москва) Т.П. Янукович (Минск, Беларусь) Организационный комитет конференции:

Бруй Евгения Борисовна Козлова Наталия Дмитриевна, Буяновская Елизавета Михайловна, Мохнатова Ольга Александровна УСТНЫЕ ДОКЛАДЫ СЕКЦИЯ 1. НЕЛИНЕЙНАЯ И КОГЕРЕНТНАЯ ОПТИКА ГЕНЕРАЦИЯ КЛАСТЕРНЫХ ЧЕТЫРЕХМОДОВЫХ КВАНТОВЫХ СОСТОЯНИЙ МЕТОДАМИ НЕЛИНЕЙНОЙ ОПТИКИ Беляева О.В., Чиркин А.С.

Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова, Москва, Россия В последнее время в квантовой нелинейной оптике значительное внимание исследователей привлекают многомодовые перепутанные квантовые состояния, в том числе кластерные состояния. Перепутывание между несколькими модами лежит в основе ряда предложенных схем квантовой связи и квантовых вычислений, схем коррекции ошибок и распределения секретного ключа [1].

В настоящей работе будут представлены результаты исследования квантовых свойств четырехмодовых состояний непрерывных переменных, генерируемых в нелинейно-оптических связанных взаимодействиях, включающих четыре процесса преобразования частоты вниз. Сначала показано, что связанные параметрические процессы могут быть осуществлены в кристаллах с апериодической модуляцией нелинейности [2]. Рассматриваемый нами процесс содержит четыре параметрических процесса, причем накачками служат основное излучение задающего генератора и его вторая и третья гармоники. При этом параметрически генерируемые частоты одновременно участвуют в двух параметрических процессах.

Установлено, что данный тип взаимодействия может быть источником четырехчастотных перепутанных состояний. Схематически рассматриваемую квантовую перепутанность можно представить в виде квадратного кластера. Каждый узел представляет собой полевую моду, а линии, соединяющие узлы, соответствующие нелинейные связи мод.

Исследованы статистические и корреляционные свойства перепутанных состояний: рассчитаны средние числа фотонов, дисперсии чисел фотонов, глауберовские корреляционные функции 2-го, 3-го и 4-го порядков генерируемых полей. Для анализа использовалось представление Гейзенберга. Показано, что при малых длинах взаимодействия поле имеет неклассический характер. Обнаружено, что чем выше порядок корреляционной функции, тем больше величина корреляции при одинаковых значениях параметров.



Выполнены расчеты ковариационной матрицы квадратурных компонент.

Применение разработанного в [3] критерия, позволило сделать вывод о том, что генерируемое четырехчастотное поле является несепарабильным, т.е. в исследуемом процессе формируется четырехчастотное перепутанное состояние. Найдены условия на нелинейные коэффициенты связи волн, при которых формируется кластерное состояние.

1. Физика квантовой информации [Под ред. Д.Баумейстера, А.Экерта, А.Цайлингера], М.: Постмаркет, 2002.

2. А.А. Новиков,А.С. Чиркин, ЖЭТФ, 133, 483 (2008).

3. L. M. Duan, G. Giedke, J. I. Cirac, and P. Zoller, Phys. Rev. Lett., 84, 2722 (2000).

ОСОБЕННОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СО СРЕДОЙ И РАСПРОСТРАНЕНИЯ УЛЬТРАКОРОТКИХ ЛАЗЕРНЫХ ИМПУЛЬСОВ В КВАНТОВЫХ НЕЛИНЕЙНЫХ СРЕДАХ Гуляев А.В., Тихонова О.В.

Научно-исследовательский институт ядерной физики им.

Д.В.Скобельцына (НИИЯФ МГУ), Москва, Россия В данной работе исследовалось распространение предельно коротких лазерных импульсов в модельной нелинейной двухуровневой среде методом совместного численного решения самосогласованной системы нестационарного уравнения Шредингера и волнового уравнения за рамками часто используемых приближений. Обнаружены эффекты сильного искажения первоначальной формы импульса, исследованы динамика поляризационного отклика среды и возможность уширения спектра лазерного импульса.

Быстрый прогресс в развитии лазерных технологий привел к возможности генерации ультракоротких лазерных импульсов высокой интенсивности и длительностью вплоть до одного оптического цикла1. Такие импульсы представляют практический интерес с точки зрения различных физических приложений, в том числе, они могут быть использованы для исследования и контроля динамики различных квантовых атомно-молекулярных систем с высоким пространственновременным разрешением, а также для получения информации о характеристиках среды в экспериментах типа "pump-probe"2. В этой связи оказывается важной и актуальной проблема исследования распространения таких импульсов в линейных и нелинейных средах 3.

Главной особенностью импульсов длительностью в один - два оптических цикла является широкий временной спектр (вплоть до средней по спектру частоты), что делает принципиально невозможной отстройку от резонансов в характеристиках среды. Неадиабатический характер нарастания электрического поля в таком импульсе приводит к возможности возбуждения медленно-затухающей остаточной поляризации на собственных частотах среды и, как следствие, к чрезвычайно интенсивному взаимодействию между полем импульса и средой, инициирующему сильные искажения первоначальной формы импульса. Более того, неадиабатический характер взаимодействия приводит к отсутствию линейной связи между полем импульса и поляризационным откликом среды, что обуславливает существование нелинейных эффектов даже при сравнительно небольших интенсивностях. Как следствие, традиционные подходы, описывающие распространение импульсов, как в линейных, так и в нелинейных средах, являются неправомерными в случае рассмотрения импульсов ультракороткой длительности и требуют нового осмысления. В частности, дисперсионное расплывание импульса не может быть описано в низших порядках теории дисперсии, неприменимым оказывается также и приближение медленно меняющихся амплитуд. Невозможным становится разложение поляризационного отклика по степеням вынуждающего поля.

В данной работе исследовалось распространение предельно короткого лазерного импульса в модельной нелинейной двухуровневой среде методом совместного численного решения самосогласованной системы нестационарного уравнения Шредингера для рассматриваемой квантовой системы и волнового уравнения для процесса распространения импульса за рамками вышеупомянутых приближений. Показано, что определяющую роль для характера взаимодействия импульс-среда играют остаточные населенности уровней среды, которые задают наличие остаточной поляризации. Остаточная поляризация интенсивно взаимодействует со спектральными компонентами импульса, находящимися вблизи собственных частот среды. Обнаружены эффекты искажения временного и пространственного профиля импульса. Исследовано влияние отстройки центральной части спектра импульса от собственной частоты среды на процесс распространения импульса. Обнаружена возможность уширения спектра импульса даже при малых начальных интенсивностях, что приводит к эффективному укорочению импульса при распространении в среде.

Исследовано распространение импульса в средах с неоднородными начальными заселенностями среды.

Тезисы доклада основаны на материалах исследований, проведенных в рамках грантов РФФИ №06-02-16278, 09-02-00317, гранта Президента РФ НШ №133.2008.1. P.Agostini, L.F.DiMauro Rep. Prog. Phys. 67 p 813 (2004) 2. Th.Ergler, A.Rudenko, B.Feurstein et al Phys. Rev. Lett. 95 093001 (2005) 3. V.P.Kandidov, O.G.Kosareva, I.S.Golubtsov et. al. Appl. Phys. B 77 p 149 (2003) 4. С.А. Козлов, П.А. Петрошенко, Письма в ЖЭТФ. 76 В.4 стр. 241-245 (2002) 5. L.Allen, J.H.Eberly, Optical Resonance and Two-level Atoms (Dover, New York,1987) К ВОПРОСУ ОБ УПРАВЛЕНИИ КОЛЕБАТЕЛЬНОВРАЩАТЕЛЬНОЙ ДИНАМИКОЙ МОЛЕКУЛ Шмелев А.Г., Леонтьев А.В., Никифоров В.Г., Сафиуллин Г.М., Лобков В.С.

Казанский Физико-Технический Институт им. Е.К. Завойского Казанский Научный Центр РАН, Казань, Россия Экспериментально исследована возможность управления колебательновращательной динамикой молекул с помощью многоимпульсной последовательности фемтосекундных лазерных импульсов. Контроль состояния молекул осуществлялся методом регистрации сверхбыстрого время-разрешённого оптического эффекта Керра с применением оптического гетеродинирования (OKE-OHD).





Нерезонансная время разрешенная спектроскопия с регистрацией сверхбыстрого оптического эффекта Керра (ОЭК) является одним из эффективных методов исследования молекулярной динамики [1]. Суть данного метода заключается в наведении линейно поляризованным фемтосекундным импульсом (накачка) нестационарной анизотропии среды. Спустя заданное время после накачивающего импульса состояние среды зондируется слабым пробным импульсом. Регистрируемый в эксперименте сигнал обусловлен изменением поляризации пробного импульса на выходе из образца и является результатом нелинейного отклика среды на действие накачивающего поля. Нелинейный отклик среды формируется за счет откликов низкочастотных комбинационно-активных колебательно-вращательных молекулярных мод, а также отклика электронной гиперполяризуемости молекул [1,2]. В статье [3] было показано, что данный метод можно использовать для селективной спектроскопии молекулярной динамики, когда с помощью нескольких накачивающих импульсов некоторые моды подавляются, а некоторые усиливаются. Однако для того чтобы научиться селективно подавлять и усиливать колебательно-вращательные моды требуется экспериментально найти вещества и определить параметры как накачивающих так и зондирующего импульса.

В данной работе были исследованы хлороформ, ацетонитрил, бензонитрил, диметилсульфоксид и другие вещества на предмет обнаружения хорошо заметных колебательно-вращательных мод с близкими частотами и был проведён поиск параметров импульсов для селективного подавления и усиления мод.

1. D.McMorrow, W.T.Lotshaw, G.A.Kenney-Wallace, IEEE J.Quant. Electron., 24, 443-454, (1988).

2. T.Steffen, J.T.Fourkas, K.Duppen, J. Chem. Phys., 105, №17, 7364-7382, (1996).

3. С.А.Моисеев, В.Г.Никифоров, Квант. Электрон., 34, 1077-1082, (2004).

НЕЛИНЕЙНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СОНАПРАВЛЕННЫХ ФЕМТОСЕКУНДНЫХ ЛАЗЕРНЫХ ИМПУЛЬСОВ СО СПЕКТРАМИ В ОБЛАСТИ АНОМАЛЬНОЙ ГРУППОВОЙ ДИСПЕРСИИ СРЕДЫ Булеев А.А., Медвинский Д.А.,Бахтин М.А.

Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики, Санкт-Петербург, Россия Рассмотрено нелинейное взаимодействие сонаправленных фемтосекундных лазерных импульсов, спектры которых лежат преимущественно в области аномальной групповой дисперсии среды.

Показано, что режим взаимодействия в этом случае существенно отличается от режима взаимодействия импульсов со спектрами в области нормальной групповой дисперсии.

Недавние исследования по нелинейному взаимодействию двух спектральных суперконтинуумов выявили ряд особенностей этого процесса. Так, например, в работах1, 2 было показано, что в результате такого взаимодействия может формироваться регулярная последовательность фемтосекундных импульсов с частотой повторения 10-50 ТГц, и спектр этой последовательности имеет выраженную квазидискретную структуру. В работах1, 2 исследовалось взаимодействие импульсов с центральными длинами волн 390 нм и 780 нм в стандартном волноводе из кварцевого стекла, т.е. спектр обоих импульсов преимущественно находился в области нормальной групповой дисперсии среды. В настоящей работе рассматривается взаимодействие импульсов, спектр которых лежит в области аномальной групповой дисперсии. Известно3, что в области аномальной групповой дисперсии кварцевого стекла возможно существование солитоноподобных структур. В работе показано, что процесс столкновения двух импульсов может быть использован для генерации солитонов.

Для исследования столкновения импульсов из малого числа колебаний и с разным спектральным составом в настоящей работе нами выбран подход, основанный на анализе непосредственно поля излучения. Основное уравнение, описывающее динамику поля линейно поляризованного излучения в однородных и изотропных прозрачных средах с дисперсией и нерезонансной электронной нелинейностью, можно записать в виде4:

t E N E E E (1) + + a - b Ed + gE =, z c t t t - где E – напряженность электрического поля излучения; z – направление, вдоль которого оно распространяется; t – время; N0, a, b – параметры среды, описывающие дисперсию ее линейного показателя преломления, g – характеристика среды, связанная с ее коэффициентом нелинейного показателя преломления n2 выражением g=2nc/c ; с - скорость света в вакууме.

На основе численного моделирования уравнения (1) рассмотрим столкновение импульсов с центральными длинами волн: 1=2c/1=2500 нм; 2=2c/2=1250 нм;

длительностями 1=2=30 фс; интенсивностями на входе в среду I1=I2=1012 Вт/см2 и временной задержкой =80 фс в кварцевом стекле, у которого: N0=1.4508;

a=2.7401·10-44 с3/см; b=3.9437·1017 1/(с·см); n2=2.9·10-16 см2/Вт.

Рис. 1. Динамика a) огибающей электрического поля взаимодействующих импульсов (z, t), нормированной на максимум входной амплитуды 0, и б) спектральной плотности формирующейся полевой структуры, |G(z,)/G0| для импульсов с входными интенсивностями I1=I2=1012 Вт/см2 в волокне из кварцевого стекла.

Рис. 2. Динамика огибающей электрического поля взаимодействующих импульсов с входными интенсивностями I1=I2=1013 Вт/см2 в волокне из кварцевого стекла.

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 59 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.