Важнейшие результаты 2011 г.

Развит новый метод управления однофотонным состоянием излучения с помощью подвижных резонансных поглотителей большой оптической толщины. На примере гамма-квантов экспериментально исследовано восстановление однофотонного излучения после его почти полного поглощения. Это восстановление осуществляется с помощью быстрого перемещения поглотителя на полдлины волны относительно источника излучения.

Лаборатория нелинейной оптики КФТИ КазНЦ РАН.
Зав. лабораторией: д.ф.-м.н., проф. Самарцев В.В.
Исполнитель: д.ф.-м.н. Шахмуратов Р.Н.

Показано, что поглощение излучения в веществе с однородной линией поглощения является обратимым процессом на временах порядка времени жизни когерентности возбуждаемых состояний. На этих временах рождается поле отклика (когерентно рассеянное излучение), которое находится в противофазе с падающим излучением. Деструктивная интерференция полей наблюдается как уменьшение интенсивности излучения на выходе из поглотителя. Быстрое изменение фазы рассеянного излучения на 180 градусов с помощью механического смещения поглотителя по отношению к источнику приводит к конструктивной интерференции падающего и рассеянного излучения, наблюдаемой в виде значительного всплеска излучения. Найдено существенное увеличение амплитуды всплеска излучения при возбуждении на крыле линии поглощения. Предлагаемый метод может быть использован для управления однофотонным излучением.

Рис. 1. Скорость отсчёта фотодетектора в зависимости от задержки между временем излучения возбуждённого ядра источника излучения и временем отсчёта фотодетектора, регистрирующего гамма-квант 14.4 кэВ. Сплошная линия и экспериментальные точки на ней показывают результаты измерений. Шкала времени дана в единицах времени жизни возбуждённого состояния ядра с энергией 14.4 кэВ (Т_ж=141 нс). Напряжение в 12 вольт подаётся на пьезопреобразователь в момент времени примерно 180 нс от начала испускания однофотонного волнового пакета. В качестве образца использовалась фольга нержавеющей стали толщиной в 28 мкм. 

П. 8. Актуальные проблемы оптики и лазерной физики, в том числе: достижение предельных концентраций мощности и энергии во времени, пространстве и спектральном диапазоне; освоение новых диапазонов спектра; спектроскопия сверхвысокого разрешения и стандарты частоты; прецизионные оптические измерения; проблемы квантовой и атомной оптики; взаимодействие излучения с веществом.

Публикации:

1. Shakhmuratov R.N., Vagizov F.G., Kocharovskaya O.A.: Radiation burst from a single gamma-photon field. Phys. Rev. A 84, 043820(1-15) (2011)
2. Шахмуратов Р.Н., Вагизов Ф.Г., О. Кочаровская О.А.: Принципы управления однофотонным излучением в оптически плотной среде. Материалы VI Междунар. науч. школы «Наука и инновации – 2011» (Попов И.И., Козлов В.А., Самарцев В.В., Зинов В.Г., ред.), с. 214-218. Йошкар-Ола: МарГУ 2011.