Предложен метод высвобождения энергии, накопленной в оптически плотной среде в виде возбуждённой поляризации резонансных атомов. Показано, что при возбуждении на крыле однородной линии поглощения, быстрое переключение фазы стационарного излучения на входе в оптически плотную среду приводит к формированию короткого импульса на выходе из среды. Интенсивность импульса почти в десять раз больше интенсивности падающего излучения. 

Лаборатория нелинейной оптики КФТИ КазНЦ РАН.
Руководитель: Самарцев В.В.
Исполнитель: Шахмуратов Р.Н.

Новизна развитого подхода заключается в анализе формирования поля, когерентно рассеянного атомами в оптически плотной среде в направлении распространения падающего излучения. Показано, что в точном резонансе быстрое переключение фазы падающего излучения приводит к конструктивной интерференции падающего и когерентно рассеянного полей. В результате на выходе из среды формируется короткий импульс, интенсивность которого в 4 раза превосходит интенсивность падающего излучения. Предложен метод передачи информации через оптически толстую среду с помощью последовательного переключения фазы излучения, которая приводит к формированию последовательности коротких импульсов на выходе из среды. Найдены условия возбуждения атомов на крыле резонансной линии поглощения среды, при которых переключение приводит к формированию импульса, интенсивность которого в 9 раз больше интенсивности падающего излучения.

Рис. Возникновение короткого импульса на выходе из толстого образца при переключении фазы поля на 180 градусов на входе в образец. Частота излучения настроена на крыло резонансной линии поглощения образца. Вертикальная шкала – интенсивность излучения в единицах интенсивности падающего на образец излучения. Горизонтальная шкала – время в единицах фазовой релаксации резонансных частиц в образце Т2, деленного на половину эффективной оптической толщины образца L>>1 (т.е. 2Т2/L, где  - коэффициент поглощения и L – длина образца).

Публикации:

1. Shakhmuratov R.N.: Reversible absorption of weak fields revealed in coherent transients. Phys. Rev. A 85, 023827(1-14) (2012)